Onda Sísmica
Una onda sísmica es una onda de energía que viaja a través de la Tierra o a lo largo de su superficie, originada por un terremoto, una explosión u otra fuente de vibración del suelo.
Definition
Las ondas sísmicas son las vibraciones que se propagan a través del suelo desde un terremoto, como ondas que cruzan un estanque, y las más rápidas viajan a través de la Tierra a más de $8$ kilómetros por segundo. Las ondas de cuerpo viajan a través del interior: las ondas P son compresionales y las más rápidas, y se mueven a través de sólidos y líquidos, mientras que las ondas S son ondas de corte más lentas que solo pasan a través de sólidos; las ondas superficiales como las de Love y Rayleigh viajan a lo largo del suelo, llegan al final y causan el mayor daño. La velocidad de la onda depende de los módulos elásticos y la densidad de la roca, $v_P = \sqrt{\frac{K + \frac{4}{3}\mu}{\rho}}$ y $v_S = \sqrt{\frac{\mu}{\rho}}$, y como el módulo de corte $\mu$ es cero en los fluidos, las ondas S desaparecen dentro de las regiones líquidas, que es cómo su ausencia más allá de $104^\circ$ desde un terremoto reveló el núcleo externo líquido.
Example
Si ocurre un terremoto en California, instrumentos sensibles en Carolina del Norte pueden detectar las ondas minutos después, tras haber atravesado el planeta de lado a lado. Las ondas P se mueven a unos $6\ \text{km/s}$ en la corteza y las ondas S a unos $3.5\ \text{km/s}$, así que una brecha de $30$ segundos entre sus llegadas a una estación significa que el terremoto ocurrió a unos $250\ \text{km}$ de distancia. Inge Lehmann usó exactamente este tipo de cronometraje en 1936, encontrando débiles llegadas de ondas P dentro de la zona de sombra que solo podían explicarse por la reflexión en un núcleo interno sólido, y los sistemas modernos de alerta temprana de terremotos usan los primeros segundos de datos de ondas P para enviar alertas antes de que lleguen las ondas S y superficiales, más destructivas.
Key Insight
Las ondas S no pueden atravesar un líquido, así que desaparecen en el lado opuesto de la Tierra respecto a un gran terremoto, y esa zona de sombra es la principal evidencia de que el núcleo externo es líquido. Las ondas sísmicas son esencialmente la única sonda directa del interior profundo de la Tierra: casi todo lo que se sabe sobre el manto y el núcleo, desde las profundidades de las capas hasta el estado del núcleo externo, proviene de cómo estas ondas se aceleran, se frenan, se doblan o desaparecen a medida que viajan.