Escala de intensidad de Mercalli modificada
Escala de intensidad sísmica utilizada para cuantificar el grado de vibración durante los terremotos
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La escala de intensidad de Mercalli modificada ( MM , MMI o MCS ) mide los efectos de un terremoto en un lugar determinado, en contraste con la magnitud sísmica que se suele informar para un terremoto.

Las escalas de magnitud miden la fuerza o intensidad inherente de un terremoto, un evento que ocurre a mayor o menor profundidad. (La escala " M w " es ampliamente utilizada). La escala MM mide la intensidad del temblor, en cualquier lugar particular, sobre la superficie. Fue desarrollada a partir de la escala de intensidad de Mercalli de Giuseppe Mercalli de 1902.

Si bien el temblor que se produce en la superficie es causado por la energía sísmica liberada por un terremoto, los terremotos difieren en la cantidad de energía que irradian en forma de ondas sísmicas. También difieren en la profundidad a la que ocurren; los terremotos más profundos tienen menos interacción con la superficie, su energía se distribuye en un volumen mayor y la energía que llega a la superficie se distribuye en un área mayor. La intensidad del temblor es localizada. Generalmente disminuye con la distancia al epicentro del terremoto , pero puede amplificarse en cuencas sedimentarias y en ciertos tipos de suelos no consolidados.

Las escalas de intensidad categorizan la intensidad empíricamente, basándose en los efectos reportados por observadores no entrenados, y están adaptadas a los efectos que podrían observarse en una región particular. [1] Al no requerir mediciones instrumentales, son útiles para estimar la magnitud y ubicación de terremotos históricos (preinstrumentales): las mayores intensidades generalmente corresponden al área epicentral, y su grado y extensión (posiblemente aumentados por el conocimiento de las condiciones geológicas locales) pueden compararse con otros terremotos locales para estimar la magnitud.

Historia

El vulcanólogo italiano Giuseppe Mercalli formuló su primera escala de intensidad en 1883. [2] Tenía seis grados o categorías, ha sido descrita como "mera adaptación" de la escala Rossi-Forel , entonces estándar , de 10 grados, y ahora está "más o menos olvidada". [3] La segunda escala de Mercalli, publicada en 1902, también fue una adaptación de la escala Rossi-Forel, conservando los 10 grados y ampliando las descripciones de cada grado. [4] Esta versión "encontró el favor de los usuarios" y fue adoptada por la Oficina Central Italiana de Meteorología y Geodinámica. [5]

En 1904, Adolfo Cancani propuso añadir dos grados adicionales para terremotos muy fuertes, "catástrofe" y "enorme catástrofe", creando así una escala de 12 grados. [6] Al ser deficientes sus descripciones, August Heinrich Sieberg las amplió durante 1912 y 1923, e indicó una aceleración máxima del suelo para cada grado. [7] [8] Esto se conoció como la "escala Mercalli-Cancani, formulada por Sieberg", o la "escala Mercalli-Cancani-Sieberg", o simplemente "MCS", [8] y fue utilizada ampliamente en Europa y sigue en uso en Italia por el Instituto Nacional de Geofísica y Vulcanología (INGV). [9]

Cuando Harry O. Wood y Frank Neumann tradujeron esta versión al inglés en 1931 (junto con la modificación y condensación de las descripciones y la eliminación de los criterios de aceleración), la denominaron "escala de intensidad de Mercalli modificada de 1931" (MM31). [10] Algunos sismólogos denominan a esta versión "escala de Wood-Neumann". [8] Wood y Neumann también tenían una versión abreviada, con menos criterios para evaluar el grado de intensidad.

La escala Wood-Neumann fue revisada en 1956 por Charles Francis Richter y publicada en su influyente libro de texto Elementary Seismology . [11] Para no confundir esta escala de intensidad con la escala de magnitud de Richter que había desarrollado, propuso llamarla "escala Mercalli modificada de 1956" (MM56). [8]

En su compendio de 1993 sobre sismicidad histórica en los Estados Unidos, [12] Carl Stover y Jerry Coffman ignoraron la revisión de Richter y asignaron intensidades de acuerdo con su interpretación ligeramente modificada de la escala de Wood y Neumann de 1931, [a] creando efectivamente una versión nueva, pero en gran parte indocumentada, de la escala. [13]

La base por la que el Servicio Geológico de Estados Unidos (y otras agencias) asigna intensidades es nominalmente la MM31 de Wood y Neumann. Sin embargo, esto generalmente se interpreta con las modificaciones resumidas por Stover y Coffman porque en las décadas desde 1931, "algunos criterios son más confiables que otros como indicadores del nivel de temblor de tierra". [14] Además, los códigos y métodos de construcción han evolucionado, haciendo que gran parte del entorno construido sea más resistente; esto hace que una intensidad dada de temblor de tierra parezca más débil. [15] Además, algunos de los criterios originales de los grados más intensos (X y superiores), como rieles doblados, fisuras en el suelo, deslizamientos de tierra, etc., están "menos relacionados con el nivel de temblor de tierra que con la presencia de condiciones del suelo susceptibles a fallas espectaculares". [14]

Las categorías "catástrofe" y "enorme catástrofe" añadidas por Cancani (XI y XII) se utilizan con tan poca frecuencia que la práctica actual del USGS es fusionarlas en una única categoría "Extrema", abreviada como "X+". [16]

Valores de escala

Los grados menores de la escala MMI generalmente describen la manera en que la gente siente el terremoto. Los números mayores de la escala se basan en el daño estructural observado.

Esta tabla muestra los MMI que normalmente se observan en lugares cercanos al epicentro del terremoto. [17]

Nivel de escalaAceleración máxima del suelo (aprox.) [18]Condiciones del terrenoEjemplos notables
Yo no lo sentí<0,0005  g 0 (0,0049 m/s 2 )No lo sienten excepto unos pocos en condiciones especialmente favorables.
II. Débil0,003  g 0 (0,029 m/s 2 )Percibido sólo por unas pocas personas en reposo, especialmente en los pisos superiores de los edificios. Los objetos delicadamente suspendidos pueden oscilar.
III. DébilSe percibe de forma bastante perceptible en espacios interiores, especialmente en los pisos superiores de los edificios: muchas personas no lo reconocen como un terremoto. Los vehículos parados pueden tambalearse ligeramente. Las vibraciones son similares a las del paso de un camión, con una duración estimada.Terremoto de Nicaragua de 1992
IV. Luz0,028  g 0 (0,27 m/s 2 )Durante el día, muchos lo sienten en espacios interiores y pocos en espacios exteriores. Por la noche, algunos se despiertan. Se mueven platos, ventanas y puertas; las paredes crujen. Las sensaciones son como si un camión pesado chocara contra un edificio. Los vehículos estacionados se sacuden notablemente.Terremoto y tsunami de Pangandaran de 2006
V. Moderado0,062  g 0 (0,61 m/s 2 )Sentido por casi todos, muchos se despertaron: algunos platos y ventanas se rompen, objetos inestables se vuelcan, los relojes de péndulo pueden detenerse.Terremoto y tsunami de Mentawai de 2010
VI. Fuerte0,12  g 0 (1,2 m/s 2 )Todo el mundo lo siente y muchos están asustados. Se mueven algunos muebles pesados ​​y se desploman algunos trozos de yeso . Los daños son leves.Terremoto de Sulawesi Occidental de 2021
VII. Muy fuerte0,22  g 0 (2,2 m/s 2 )Los daños son insignificantes en edificios bien diseñados y construidos, pero de leves a moderados en estructuras ordinarias bien construidas; los daños son considerables en estructuras mal construidas o mal diseñadas; algunas chimeneas están rotas. Lo notan los automovilistas.Terremoto de Afganistán de mayo de 1998
y terremotos de Hindu Kush de 2002
VIII. Grave0,40  g 0 (3,9 m/s 2 )Daños leves en estructuras especialmente diseñadas; daños considerables en edificios sólidos ordinarios con derrumbe parcial. Daños importantes en estructuras mal construidas. Caída de chimeneas, chimeneas de fábricas, columnas, monumentos, paredes. Mobiliario pesado volcado. Expulsión de arena y lodo en pequeñas cantidades. Cambios en el agua de los pozos. Alteraciones para los automovilistas.Terremotos de Sumatra de 2009 , terremoto de Haití de 2021 y terremotos
de Herat de 2023
IX. Violento0,75  g 0 (7,4 m/s 2 )Los daños son considerables en estructuras especialmente diseñadas; las estructuras de armazón bien diseñadas se desequilibran. Los daños son mayores en edificios importantes, con derrumbes parciales. Los edificios se desplazan de sus cimientos. Se produce licuefacción . Se rompen las tuberías subterráneas.Terremoto de Yogyakarta de 2006 y terremoto de Al Haouz de
2023
X. Extremo>1,39  g 0 (13,6 m/s 2 )Algunas estructuras de madera bien construidas están destruidas; la mayoría de las estructuras de mampostería y armazón están destruidas junto con los cimientos. Los rieles están doblados. Se producen deslizamientos de tierra considerables desde las orillas de los ríos y las pendientes pronunciadas. La arena y el barro se desplazan. El agua salpica sobre las orillas.Terremoto de Haití de 2010 , terremoto de Nepal de abril de 2015 y terremoto
y tsunami de Sulawesi de 2018
XI. ExtremoQuedan pocas estructuras (de mampostería), si es que quedan alguna. Los puentes están destruidos. Se abren grandes grietas en el suelo. Las tuberías subterráneas quedan totalmente fuera de servicio. La tierra se derrumba y se desliza en terrenos blandos. Los raíles se doblan enormemente.Terremoto de Cachemira de 2005 ,
terremoto de Sichuan de 2008 y terremoto y tsunami de Tōhoku de
2011
XII. ExtremoLos daños son totales. Se ven ondas en la superficie del suelo. Las líneas de visión y el nivel se distorsionan. Los objetos son lanzados hacia arriba.Terremoto de Erzincan de 1939 ,
terremoto de Valdivia de 1960 y terremotos
de Turquía y Siria de 2023

Correlación con la magnitud

MagnitudIntensidad máxima típica modificada de Mercalli
1.0–3.0I
3,0–3,9II–III
4.0–4.9IV-V
5,0–5,9VI–VII
6.0–6.9VII–IX
7.0 y superiorVIII o superior
Comparación de magnitud/intensidad, USGS

La magnitud y la intensidad, aunque relacionadas, son conceptos muy diferentes. La magnitud es una función de la energía liberada por un terremoto, mientras que la intensidad es el grado de temblor experimentado en un punto de la superficie, y varía desde una intensidad máxima en o cerca del epicentro, hasta cero a distancia. Depende de muchos factores, incluyendo la profundidad del hipocentro , el terreno, la distancia desde el epicentro, si los estratos subyacentes allí amplifican el temblor de la superficie, y cualquier direccionalidad debido al mecanismo del terremoto. Por ejemplo, un terremoto de magnitud 7.0 en Salta , Argentina, en 2011, que fue de 576.8 km de profundidad, tuvo una intensidad máxima sentida de V, [19] mientras que un evento de magnitud 2.2 en Barrow in Furness , Inglaterra, en 1865, aproximadamente a 1 km de profundidad, tuvo una intensidad máxima sentida de VIII. [20]

La tabla pequeña es una guía aproximada de los grados de la escala MMI. [17] [21] Los colores y nombres descriptivos que se muestran aquí difieren de los utilizados en ciertos mapas de vibraciones en otros artículos.

Estimación de la intensidad del sitio y su uso en la evaluación del riesgo sísmico

Se han publicado docenas de ecuaciones de predicción de intensidad [22] para estimar la intensidad macrosísmica en una ubicación dada la magnitud, la distancia de la fuente al sitio y quizás otros parámetros (por ejemplo, las condiciones locales del sitio). Estas son similares a las ecuaciones de predicción del movimiento del suelo para la estimación de parámetros instrumentales de movimiento fuerte, como la aceleración máxima del suelo . Hay disponible un resumen de las ecuaciones de predicción de intensidad. [23] Dichas ecuaciones se pueden utilizar para estimar el peligro sísmico en términos de intensidad macrosísmica, que tiene la ventaja de estar relacionada más estrechamente con el riesgo sísmico que los parámetros instrumentales de movimiento fuerte. [24]

Correlación con magnitudes físicas

La escala MMI no está definida en términos de mediciones más rigurosas y objetivamente cuantificables, como la amplitud de las sacudidas, la frecuencia de las sacudidas, la velocidad máxima o la aceleración máxima. La mejor correlación entre las sacudidas percibidas por los seres humanos y los daños a los edificios es con la aceleración máxima en el caso de los eventos de menor intensidad y con la velocidad máxima en el caso de los eventos de mayor intensidad. [25]

Comparación con la escala de magnitud de momento

Los efectos de un terremoto pueden variar mucho de un lugar a otro, por lo que se pueden medir muchos valores de MMI para el mismo terremoto. Estos valores se pueden visualizar mejor utilizando un mapa de contornos de igual intensidad, conocido como mapa isosísmico . Sin embargo, cada terremoto tiene una sola magnitud.

Véase también

Referencias

Notas

  1. ^ Sus modificaciones se aplicaron principalmente a los grados IV y V, siendo el VI contingente a los informes de daños a estructuras artificiales, y el VII considerando únicamente los "daños a edificios u otras estructuras artificiales". Véanse los detalles en Stover & Coffman 1993, págs. 3-4.

Citas

  1. ^ "La gravedad de un terremoto". USGS . USA.gov. 5 de noviembre de 2021.
  2. ^ Davison 1921, pág. 103.
  3. ^ Musson, Grünthal y Stucchi 2010, pág. 414.
  4. ^ Davison 1921, pág. 108.
  5. ^ Musson, Grünthal y Stucchi 2010, pág. 415.
  6. ^ Davison 1921, pág. 112.
  7. ^ Davison 1921, pág. 114.
  8. ^ abcd Musson, Grünthal y Stucchi 2010, p. 416.
  9. ^ Instituto Nacional de Geofísica y Vulcanología. «Método de evaluación de intensidad». Archivado desde el original el 20 de octubre de 2022. Consultado el 20 de octubre de 2022 .
  10. ^ Madera y Neumann 1931.
  11. ^ Richter 1958; Musson, Grünthal y Stucchi 2010, pág. 416.
  12. ^ Stover y Coffman 1993
  13. ^ Grünthal 2011, p. 238. La exposición más definitiva de la escala efectiva de Stover y Coffman se encuentra en Musson & Cecić 2012, §12.2.2.
  14. ^ ab Dewey et al. 1995, pág. 5.
  15. ^ Davenport y Dowrick 2002.
  16. ^ Musson, Grünthal y Stucchi 2010, pág. 423.
  17. ^ ab "Magnitud vs Intensidad" (PDF) . USGS . Archivado (PDF) del original el 2022-03-05 . Consultado el 2022-03-05 .
  18. ^ "3.5. Representación de la intensidad macrosísmica en mapas – Documentación de ShakeMap". usgs.github.io . Consultado el 11 de abril de 2024 .
  19. ^ Servicio Geológico de los Estados Unidos . «M 7.0 – 26 km NNE de El Hoyo, Argentina – Impacto». Catálogo completo de terremotos de la ANSS .
  20. ^ British Geological Survey . «Base de datos de terremotos históricos del Reino Unido» . Consultado el 15 de marzo de 2018 .
  21. ^ "Escala de intensidad de Mercalli modificada". Asociación de Gobiernos del Área de la Bahía . Archivado desde el original el 26 de marzo de 2023. Consultado el 2 de septiembre de 2017 .
  22. ^ Allen, Wald y Worden 2012.
  23. ^ "Ecuaciones de predicción del movimiento del suelo (1964-2021) por John Douglas, Universidad de Strathclyde, Glasgow, Reino Unido".
  24. ^ Musson 2000.
  25. ^ "Antecedentes científicos de ShakeMap". USGS . Archivado desde el original el 25 de agosto de 2009. Consultado el 2 de septiembre de 2017 .

Fuentes

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Lectura adicional

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  • Wald, David J. ; Loos, Sabine; Spence, Robin; Goded, Tatiana; Hortacsu, Ayse (2023). "Un lenguaje común para informar sobre las intensidades de los terremotos". Eos . 104 . doi : 10.1029/2023eo230160 .
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