Ud. 6.-
GEOSFERA Y RIESGOS GEOLÓGICOS.
1.- LOS CICLOS DE MATERIA Y ENERGÍA EN LA
GEOSFERA.
La Geosfera es la parte rocosa de la Tierra, cuya superficie
constituye el relieve. Es un sistema activo, capaz de destruir montañas y
continentes enteros y de formar otros nuevos. Según el modelo dinámico, la
Geosfera se divide en distintas capas, que desde la más superficial a la más
profunda son la Litosfera, la Astenosfera, la Mesosfera y la Endosfera. La
Litosfera está dividida en placas litosféricas, y es dinámica. El estudio de la
dinámica litosférica lo realiza la Tectónica de Placas.
La
energía que circula por la Geosfera entra desde el exterior (Sol) y también se
genera en el interior. Gracias a dicha energía se producen los procesos
geológicos, que pueden ser de dos tipos: externos e internos.
1.1.- Procesos geológicos externos.
La
energía externa procedente del Sol es
la causante de los agentes geológicos externos (lluvia, viento, hielo, torrentes,
ríos, etc.), los cuales originan los procesos geológicos externos (meteorización,
erosión, transporte y sedimentación), cuyo resultado es la destrucción del
relieve y la formación de sedimentos que se depositarán en zonas hundidas
(cuencas de sedimentación). La acumulación progresiva de sedimentos acaba
produciendo su litificación, transformándose en rocas sedimentarias.
Los
procesos geológicos externos actúan lenta y gradualmente a lo largo del tiempo,
salvo excepciones, en las cuales liberan una gran cantidad de energía en poco
tiempo. A estos períodos se les llama paroxísmicos. Ejemplos.- un río
suele transcurrir lenta y paulatinamente por su cauce, ejerciendo su acción
geológica, hasta que de repente sobreviene una riada, o se forma un torrente, o
debido a un alud de nieve recibe un aporte de agua extra y se desborda, o una
avalancha de barro, etc.
Los procesos geológicos externos se
ajustan mediante bucles de retroalimentación negativos, según las variables:
energía potencial +àerosión - à
diferencia de altura +à Ep.
1.2.- Procesos geológicos internos.
Estos
procesos tienen lugar gracias a la energía
geotérmica que se produce en el interior terrestre gracias al calor residual producido durante la formación
de nuestro planeta y a la energía
radiactiva liberada con la desintegración de los minerales radiactivos.
Este calor fluye por radiación, convección y conducción, y origina todos los
fenómenos asociados a la Tectónica de Placas (deriva continental, dorsales,
zonas de subducción, volcanes, terremotos, formación de orógenos o cordilleras,
etc.)
La energía geotérmica se manifiesta
con la existencia de un gradiente geotérmico en los
primeros kilómetros de profundidad de la Tierra, donde por cada 33 metros de
profundidad la temperatura aumenta 1 ºC. A una mayor profundidad la Tª se
estabiliza.
A estos procesos se asocia también
la formación de rocas metamórficas e ígneas.
2.- RIESGOS GEOLÓGICOS.
2.1.- Concepto de riesgo geológico.
Un riesgo geológico es cualquier
proceso geológico, ya sea natural, inducido o mixto, que puede causar daños
económicos o humanos. Para prevenirlos, predecirlos y corregirlos hay que
emplear criterios geológicos. Como cualquier otro riesgo, lo condicionan los
tres tipos de factores de riesgo: peligrosidad, exposición y vulnerabilidad.
2.2.- Principales riesgos geológicos.
Ø Riesgos geológicos internos.
Originados por los procesos geológicos internos.
Son
volcanes, terremotos y diapiros.
Ø Riesgos geológicos externos.
Originados por los procesos geológicos externos.
Son
los movimientos de ladera, los aludes de nieve, las avenidas fluviales y
torrenciales, las inundaciones costeras, las subsidencias y colapsos, los
suelos expansivos, la erosión del suelo y las dunas vivas.
Ø Riesgos mixtos. Son
procesos geológicos resultantes de alteraciones humanas de la dinámica natural
de los procesos geológicos naturales de erosión-sedimentación.
Son
la erosión del suelo, la colmatación de embalses por rellenos de sedimentos, la
regresión de deltas, la colmatación de estuarios y puertos, la desaparición de
playas,…
Ø Riesgos inducidos. Son
procesos geológicos desencadenados artificialmente a consecuencia de las
intervenciones humanas sobre el medio geológico.
Son
los terremotos desencadenados por el llenado de embalses o por explosiones, los
movimientos de laderas causados por la modificación de las formas del relieve, inundaciones
por rotura de presas; subsidencias, colapsos inducidos por edificación con
exceso de peso, minería o sobreexplotación de acuíferos; expansividad inducida
por exceso de riego; contaminación del suelo por escombreras, balsas mineras o
enterramientos de residuos radiactivos; contaminación del agua por residuos
mineros o radiactivos y por sobreexplotación.
3.- RIESGOS VOLCÁNICOS.
Los riesgos volcánicos son riesgos
naturales, pueden provocar muerte y destrucción.
3.1.- Distribución geográfica de los volcanes.
La distribución geográfica de los
volcanes se circunscribe a los límites de placas, concretamente a las zonas de subducción (cinturón de fuego
del Pacífico) y a las dorsales que
recorren el centro de muchos océanos. También podemos encontrar volcanes en el interior
de las placas, ya sea por la presencia de un punto caliente (Hawaii), o por la presencia de fracturas o puntos débiles en la litosfera (islas Canarias
producidas por fracturas de la litosfera de la placa africana resultantes de
tensiones derivadas de la apertura del océano).
3.2.- Partes y productos de un volcán.
Cámara
magmática: es el lugar donde se acumula el magma antes de salir.
Cráter:
es el orificio por donde sale el magma.
Chimenea:
es el conducto por donde sale el magma al exterior.
Cono
volcánico: es la parte del volcán formada por los materiales expulsados al
exterior.
Fumarolas:
son emisiones de gases por el cráter procedentes del magma.
Solfataras:
son emisiones de vapor de agua y ácido sufhídrico.
Mofetas:
son fumarolas frías que desprenden CO2.
Géiseres:
son pequeños volcanes de vapor de agua hirviendo.
3.3.- Factores de riesgo volcánico.
Exposición.-
Las áreas volcánicas suelen estar superpobladas debido a que los volcanes
proporcionan tierras fértiles, proporcionan recursos minerales y energía
geotérmica; la aglomeración de la población es la causa de que el desastre sea
mayor de lo que se esperaba.
Vulnerabilidad.-
Es la medida con la que se valora la susceptibilidad ante los daños (porcentaje
o tanto por uno de pérdidas humanas, ecológicas y económicas), y depende de la
disponibilidad de los medios adecuados para afrontar el riesgo (protección
civil, construcción de edificios, tecnología, información, etc.)
Peligrosidad.-
Es la probabilidad de ocurrencia de una erupción potencialmente dañina, y se
halla en relación con el tipo de erupción, que a su vez está en función de la
clase de lava que emite el volcán; del área afectada y del tiempo de retorno.
La peligrosidad viene condicionada
por la existencia de los siguientes factores:
Ø Gases. Constituyen el motor
de las erupciones, salen al exterior con rapidez y expanden la erupción. Son
vapor de agua, CO2, SO2, HS, Cl, N2, H2,
etc.
Causan
molestias respiratorias y muerte por asfixia.
Ø Coladas de lava. Su
peligrosidad está en función de su viscosidad. Las lavas ácidas son muy viscosas, se desplazan lentamente y recorren
distancias cortas; son muy peligrosas porque contienen muchos gases que se
liberan con brusquedad. Ej.- volcanes de las zonas de
Los daños que ocasionan suelen ser destrozos de cultivos, incendios, arrasado de pueblos y
taponamiento de valles, provocando inundaciones.
Ø Lluvias de piroclastos. Los
piroclastos son fragmentos lanzados al aire durante las explosiones volcánicas,
que al caer al suelo originan estas “lluvias”. Se diferencian por su tamaño
creciente en cenizas, lapilli y bombas.
Los
daños que causan son: destrozos en los cultivos, hundimiento de viviendas,
lluvias de barro, enfriamiento del clima por su permanencia en suspensión en la
atmósfera durante meses, y además dificultan el paso de la radiación solar.
Ø Explosiones. Las
explosiones dependen de la viscosidad de las lavas; las lavas viscosas son más
explosivas y peligrosas. En función de su índice de explosividad existen
volcanes efusivos y explosivos. Un mismo volcán puede variar
de estilo de una a otra erupción, independientemente del tipo de lava que tenga.
Ø Formación de nubes ardientes. Es la
manifestación de mayor gravedad; se origina cuando una columna eruptiva cae
bruscamente y en segundos desciende vertiginosamente como una nube de fuego
rodante por la ladera del volcán. Quema y destruye todo a su paso.
Ø Formación de un domo volcánico.
Cuando la viscosidad de las lavas es extrema, en lugar de formarse coladas, se
depositan en el cráter formando un tapón, obstruyendo la salida de lava. Puede
originar una nube ardiente.
Ø Formación de una caldera. Tras
una gran explosión de lava y piroclastos, la cámara magmática se queda vacía e
inestable, por lo que su techo se desploma y el cráter se agranda y se
convierte en una caldera; si la caldera se llena de agua se puede producir un
lago, o puede ser invadida por el mar. Daños: puede provocar terremotos y
tsunamis.
3.4.- Riesgos derivados o peligros indirectos.
Durante una erupción pueden darse
otros acontecimientos tanto o más peligrosos que la propia erupción, como:
Ø Lahares. Son ríos de barro
producidos por la fusión de hielos o de las nieves de las cumbres de los
volcanes más elevados. Provocan un arrasamiento total de poblaciones y cultivos
bajo una espesa capa de lodo que endurece al secarse.
Ø Tsunamis. Son olas gigantescas
producidas por un terremoto submarino, originado al hundirse un edificio
volcánico al formarse una caldera. Dichas olas inundan las costas a las que
afectan, asolándolas. Ej.- tsunami que el 26 de Diciembre de 2004 arrasó las
costas del océano Índico, afectando a zonas de Indonesia como Sumatra.
Ø Movimientos de laderas. Son desprendimientos
y deslizamientos que pueden afectar a pueblos y sepultar cultivos. Pueden dar
lugar a inundaciones por taponamiento de valles y destruir bienes materiales.
3.5.- Tipos de erupciones.
La forma y el tamaño del cono
volcánico, la altura alcanzada por la columna eruptiva y el radio de acción en
torno al volcán son indicadores del tipo de erupción y del índice de
explosividad.
Los diferentes estilos de erupciones
volcánicas se resumen en la tabla adjunta (fotocopia), elaborada en función de
la peligrosidad.
3.6.- Métodos de predicción y prevención de
riesgos volcánicos.
3.6.1.-
Métodos de predicción.
Debe
conocerse a fondo la historia de cada volcán, que incluye tanto la frecuencia
de sus erupciones (período de retorno) como la intensidad de las mismas.
Se
suelen instalar observatorios en los volcanes en los que se analizan las
manifestaciones previas a una erupción (precursores volcánicos): pequeños
temblores y ruidos registrados mediante sismógrafos, emisión de gases, cambios
en la forma de los volcanes, cambios magnéticos (se pierden las características
magnéticas de las rocas cuando la Tª aumenta por encima de los 600 ºC)
detectados con magnetómetros, anomalías gravimétricas mediante gravímetros, etc.
Actualmente se toman muchas imágenes por satélite gracias a los GPS o la
interferometría de radar.
Con
todos los datos recogidos se elaboran mapas de riesgos o de peligrosidad
mediante los cuales se pueden delimitar las áreas potenciales de actividad volcánica.
3.6.2.-
Métodos de prevención y corrección.
Las medidas a tomar dependen del
tipo de vulcanismo, pero las más empleadas son:
Ø Desviar
las corrientes de lava a lugares deshabitados.
Ø Realizar
túneles de descarga del agua de los lagos situados en el cráter para evitar la
formación de lahares.
Ø Reducción
del nivel de los embalses de las zonas próximas.
Ø Instalación
de sistemas de alarma y planificación de lugares de alto riesgo.
Ø Prohibir
o restringir las construcciones en lugares de alto riesgo.
Ø Restricciones
temporales del uso del territorio.
Ø Construcción
de viviendas especiales con tejados inclinados que eviten su desplome.
4.- RIESGOS SÍSMICOS. TERREMOTOS.
4.1.- Definiciones importantes sobre terremotos.
Un terremoto es la liberación
instantánea y puntual de la energía elástica acumulada en las rocas al estar
sometidas a esfuerzos tectónicos. Una falla
es la rotura seguida del desplazamiento de cada uno de los bloques de las rocas
de la superficie terrestre al estar sometidas a tensiones dirigidas. Normalmente,
la primera causa genética de los terremotos es la generación de fallas, pero
puede deberse también a otros procesos como erupciones volcánicas, impactos de
meteoritos, explosiones nucleares, etc.
Las réplicas son nuevos seísmos de
menor intensidad que se presentan posteriormente (días, semanas, meses e
incluso años) después de un seísmo fuerte.
El hipocentro es la zona del interior terrestre que se rompe liberando
la energía interna acumulada, pues suele ser el punto donde se produce la rotura
de las rocas o la producción de fallas. El epicentro
es la proyección perpendicular hasta la superficie terrestre del hipocentro de
un terremoto.
El
movimiento ondulatorio generado en las rocas por la liberación de energía
acumulada en ellas durante los esfuerzos tectónicos se denomina onda sísmica. Existen dos tipos de
ondas sísmicas, internas y superficiales. Las primeras se generan a
partir del hipocentro, y las superficiales se propagan a partir del epicentro.
Las
ondas sísmicas son captadas por sismógrafos, y se registran en sismogramas.
Las internas
pueden ser primarias o P y secundarias o S. Las ondas P se propagan por cualquier tipo
de medios, aunque son más lentas en medios líquidos. Son las que primero se
sienten, dilatan y contraen el suelo, provocando cambios en su volumen; tienen
un efecto de “retumbo”, hacen vibrar paredes y ventanas. Las ondas S son más lentas que las P y sólo
se propagan en medios sólidos o semisólidos. Sus movimientos verticales y
horizontales deforman el suelo y producen daños en las construcciones.
Las
ondas externas son: Rayleigh o R y Love o L. Son ondas
lentas, viajan por la periferia de la corteza terrestre, tienen gran amplitud y
causan los mayores desastres. Las ondas Love
tienen un movimiento perpendicular a la dirección de propagación y son muy
rápidas (2-6 km/s), mientras que las Rayleigh,
aunque más lentas (1-5 km/s) describen movimientos elípticos con respecto a las
ondas P y S, por lo que su efecto es más notorio sobre las personas.
4.2.- Parámetros de medida.
Existen dos parámetros para medir
los terremotos:
Ø La magnitud: es la
energía liberada en él, y nos indica el grado de movimiento que ha tenido lugar
durante el seísmo. Se mide con la escala de Richter, que valora de 1 a 10
grados la energía elástica, por tanto, la peligrosidad.
No refleja la duración.
Ø La intensidad: es la
capacidad de destrucción del terremoto. Se emplea para cuantificar la vulnerabilidad, es decir, los daños
ocasionados por el seísmo. Se mide con la escala de Mercalli, que llega hasta
12 grados (I a XII).
Ø Isosistas. Son líneas
concéntricas que unen los puntos con la misma intensidad de un seísmo. Se
valoran con números romanos y su valor va decreciendo a medida que nos alejamos
del epicentro.
4.3.- Daños causados por seísmos = riesgos
derivados.
Los daños dependen de la magnitud de
los terremotos, de la distancia al epicentro, de la profundidad del foco, de la
naturaleza del sustrato atravesado por las ondas sísmicas (rocas poco
consolidadas amplifican el efecto), de la densidad de población, del tipo de
construcciones que haya en la zona, etc. Los terremotos pueden ocasionar:
- Daños
en los edificios (grietas o desplome).
- Daños en las vías de comunicación (carreteras,
puentes, etc).
- Inestabilidad
de las laderas (riesgo de avalanchas o deslizamientos).
- Rotura
de presas (riesgo de inundaciones).
- Rotura
de sistemas de conducción de gas o agua (riesgo de incendios e inundaciones).
- Desviación
de cauces de ríos y desaparición de acuíferos.
- Licuefacción
(efecto producido sobre terrenos poco consolidados como limos o arcillas, que
por la vibración se vuelven fluidos, hundiéndose los edificios suprayacentes).
- Tsunamis
(olas gigantes producidas por un maremoto) y seiches (olas inducidas en aguas
continentales que pueden desbordarlas de su cauce, provocando inundaciones).
4.4.- Métodos de predicción y prevención de
riesgos sísmicos.
4.4.1.-
Métodos de predicción.
La predicción de seísmos a corto
plazo hoy por hoy es imposible, pues no se sabe el momento exacto en el que se
van a producir. Se sabe que están asociados a los límites de placas, y tras
estudiar datos estadísticos se puede decir que ocurren con una periodicidad
casi constante. De todos modos, para predecirlos:
a)
Se recurre a precursores sísmicos:
cambios en el comportamiento de los animales, disminución en la velocidad de
las ondas P, elevación del suelo, disminución de la resistividad de las rocas,
etc.
b)
Se elaboran mapas
de peligrosidad a partir de datos de seísmos anteriores.
c)
Se elaboran mapas
de exposición con isosistas de magnitudes de otros seísmos.
d)
Se localizan
las fallas activas por imágenes vía satélite e interferometría de radar.
4.4.2.-
Métodos de prevención.
- Medidas
estructurales.
a)
Realizar construcciones
sismorresistentes. Como material de construcción lo mejor es el acero,
aunque la piedra o madera también resisten. Deben construirse los edificios en
terrenos rocosos, lo más simétricos posible, equilibrados en masa (altos y
rígidos), con muros reforzados con contrafuertes de acero en diagonal y con cimientos
aislantes que absorben las vibraciones y les proporcionan flexibilidad.
b)
Evitar el hacinamiento de
edificios, construir los edificios separados entre sí.
c)
Instalar conducciones de gas y
agua flexibles o que se cierren automáticamente.
d)
Sobre suelos blandos se recomiendan edificios bajos y poco extensos.
- Medidas
no estructurales. Ordenación del territorio, protección civil con adecuados
sistemas de vigilancia y control, educación para el riesgo, establecimiento de
seguros.
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