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domingo, 28 de noviembre de 2010

Earthquakes - Terremotos

Earthquakes are among the deadliest natural disaster, causing the largest number of casualties, the highest death tolls, and the greatest destruction. In 1556 in China, the deadliest earthquake in history killed 830,000 people. But many other other have caused the death of more than 100,000 people, and it is not unusual, even in modern times, for an earthquake death tolls to reach 20,000 to 30,000 people with hundreds of thousands left homeless.
There are four factor that affect the casualty rate and economic impact of earthquakes: MAGNITUDE, LOCATION, QUALITY OF CONSTRUCTION OF BUILDINGS, AND TIMING.

MAGNITUDE, or strength of an earthquake, is usually measured in the Richter scale (although nowadays Mw scale is more used, i will write about it...), ranging from 1 to 10, with 10 being the greatest. Earthquakes over 6 on the Richter scale (shallow, less than 70 km depth) are often deadly, and those over 8 are generally catastrophic, causing terrible damage.

LOCATION, however, a severe earthquake is located far from population centers does not cause the same damages as a less severe one that occurs in the middle of a city. As an example in 1960, the strongest earthquake ever recorded, 9.5 on the Richter scale, struck in the Pacific Ocean near the Chilean coastline, killing over 2,000 people and injuring other 3,000. If this quake had struck a city, it would have been catastrophic, and hundred of thousands might have been killed. Similarly in Alaska, in 1964, a magnitude 9.2 earthquake hit an area with few people and the dead toll was 117.

QUALITY OF CONSTRUCTION OF BUILDINGS, furthermore, modern building construction techniques can lessen the death toll and economic impact of a moderate earthquake that would otherwise cause severe destruction of older-style buildings. In 2003, a terrible earthquake in the historic city of Ban in Iran caused the destruction of over 90% of the buildings, mostly due to old construction.

TIMING. the time of occurrence of an earthquake can affect the number of deaths and casualties. Earthquakes that occur in the night, when people are indoors, usually cause greater death toll than ones that occur when people are outdoors.

tips:
Natural Disaster: a disaster caused by nature not people.
Death Toll: the number of poeple killed
Casualties/Victims: people who are either injured or killed in a disaster
Missing: people who can't be found after the disaster
Homeless: people who have no place to live after a disaster (extracted from: Sawslow&ascher)

miércoles, 24 de noviembre de 2010

Some notes for EARTHQUAKES, SLOW SLIP EVENTS AND SEISMIC TREMORS

En la escala de tiempo de años (sean décadas o siglos), el movimiento que ejercen las corrientes convectivas del manto así como la cinemática producida por la creación de nueva corteza oceánica, hacen que en los limites de placa (zonas sismogénicas) se produzca continua acumulación de esfuerzos (energía atrapada en la denominada "Locked Zone"). Cuando los esfuerzos acumulados superan un umbral de fallamiento, la energía acumulada se libera a través de grandes terremotos. El video incrustado ilustra el proceso de acumulación y liberación de energía; y en el se observa que debido a este proceso, los primeros kilómetros de la corteza continental sufren deformación hasta un punto en el que la resistencia a la deformación es vencida y la energía se libera. Cuando esto ocurre y si el sismo supera una magnitud del orden de Mw=7 es por demás seguro que la dislocación ejercida por el sismo originará un Tsunami . (Fuente del video: Caltech Tectonics Observatory)
 
 

En la figura siguiente se ilustra un esquema de una zona sismogénica en un límite de placa convergente (caso: placa de Nazca subduciendo a la Sudamericana) y en el se indican las propiedades friccionales del proceso de subducción. La nucleación de los sismos se produce en materiales que presentan velocidades tipo weakening, es decir en la zona simogénica propiamente dicha (en el esquema,  zona color rojo), y es capaz de propagarse hacia la zona condicionalmente estable, es decir la zona de transición (en el esquema, zona color amarillo), pero no llega a propagarse hacia la zona con velocidades tipo strengthening (es decir la parte estable de la zona de contacto). La nucelación de  los sismos lentos  (slow slip events SSE) ocurre en las zonas de transición, especialmente  en el límite inferior de la zona sismogénica donde las condiciones de presión y temperatura favorecerían la generación de este tipo de eventos. Fuente de la imagen: Schwartz, et al., 2007). Asimismo, debido a la heterogenidad de la zona sismogénica (coupled zone), habría zonas en las que se producirían movimientos lentos. Recientemente la comunidad científica ha adoptado los términos términos ETS and SSE para referirse a movimientos transientes que ocurren en la zona de subduccion (i.e. Non-Volcanic Tremors, LFE, VLF, entre otros).
Los términos velocity weakening y velocity strenghthening pueden ser mejor entendidos con el grafico que propone Schloz (1998), a partir  de ensayos de laboratorio y quien sugiere que los sismos que ocurren en la zona sismogénica se estarían controlados por condiciones de presión  elevada y temperaturas entre 100 a ~350°C. A mayor profundidad y por ende mayor presión y temperatura (en la zona de transición T>350) se producirían eventos del tipo SSEs.

 


sábado, 20 de noviembre de 2010

El regimen stick-slip

En los últimos años la comunidad científica viene adoptando el concepto de Fenomeno Stick-Slip (basado en las leyes de fricción de los materiales)con el cual se explicarían los mecanismos que dan origen a la ruptura de las fallas.
El siguiente vídeo (que quizás no sea el mas apropiado para sismologia, ya que no representa el deslizamiento entre dos grandes bloques o placas) ilustra de manera sencilla como se produce el fenómeno stick-slip.

3D Slab subduction geometry beneath Peru

This representation is based on a three-dimensional compilation of diverse types of seismic data whose allow to approximate to the surface of the slab subduction geometry in the peruvian zone. This model is based on a probabilistic non-linear fit to data from a combined catalog consisting of several independent data sets - historic earthquake catalogs, CMT solutions, active seismic profiles, global plate boundaries, bathymetry and sediment thickness information. 






The colored dots correspond to subduction earthquakes taken forn the Engdalh and Villasenor catalog. This view  NE-SW shows the complex geometry of the slab .... more comments... later....

sábado, 6 de noviembre de 2010

MECANISMO FOCAL: Como dibujar un mecanismo focal en 3D utilizando LaTeX

En primer lugar se define el concepto de Mecanismo Focal y luego se da un ejemplo de como dibujar un MF en 3D utilizando LaTeX.

Mecanismo Focal (MF)

El mecanismo focal de un terremoto describe la deformación inelástica en la región de la fuente donde se generan las ondas sísmicas. En el caso de un evento producido por fallamiento el MF indica la orientación del plano de falla que se ha deslizado y el vector de deslizamiento, esto también se conoce como "solución del plano de falla". Los mecanismos focales se derivan de la solución del tensor momento de un terremoto, el cual se estima a partir del análisis de las formas de onda sísmicas observadas . El MF puede ser estimado a partir del patrón de "primeros impulsos", es decir los primeros arribos de "onda P" ya sean estos de compresión o dilatación.  Este método fue ampliamente utilizado hasta antes de que las formas de onda fueran digitales, y hoy en día aún es útil para obtener una solución simple de del tensor momento de sismos relativamente "pequeños". Hoy en día los MF's son calculados por algoritmos que realizan un análisis semi y automático de las formas de onda.



Dentro de las pocas opciones (q conozco) para dibujar MF's (GMT, ARCGIS, DIP y cualquier editor de gráficos) , esta en particular me parece interesante ya que ofrece una perspectiva 3D simpática, ideal para presentaciones y sobre todo por que se realiza en LaTeX lo cual resulta de utilidad para quienes utilizamos este editor en la redacción de papers o tesis relacionadas a sismologia y afines... A a continuación el código en LaTeX de la "pelotita"... Espero sea de utilidad.
***********

\documentclass[11pt]{article}
\usepackage{tikz}
\usepackage{tikz-3dplot}
%%%<
\usepackage{verbatim}
\usepackage[active,tightpage]{preview}
\PreviewEnvironment{tikzpicture}
\setlength\PreviewBorder{5pt}%
%%%>

\begin{comment}
:Title: Seismic focal mechanism in 3D view.
:Tags: 3D; Earth Sciences ; Geophysics; Seismology
:Author: Cyril Langlois
:Source: http://math.et.info.free.fr/TikZ/index.html

Adaptation for LaTeX of a figure proposed in P. Shearer's book 'Introduction to Seismology'.

It shows the focal sphere with the fault plane and auxiliary plane (which can
not be discriminate), limiting compression and dilatation quadrants, the first
movement of the rock through the sphere, and the Pression and Tension axis.

The figure is based on the sphere drawing's code proposed by J. Dumas in is
book `Tikz pour l'impatient <http://math.et.info.free.fr/TikZ/>`_, available online.

\end{comment}

%%%%%%%%%%%
%% helper macros
%: Styles for XYZ-Coordinate Systems
%: isometric  South West : X , South East : Y , North : Z
\tikzset{isometricXYZ/.style={x={(-0.866cm,-0.5cm)}, y={(0.866cm,-0.5cm)}, z={(0cm,1cm)}}}

%: isometric South West : Z , South East : X , North : Y
\tikzset{isometricZXY/.style={x={(0.866cm,-0.5cm)}, y={(0cm,1cm)}, z={(-0.866cm,-0.5cm)}}}

%: isometric South West : Y , South East : Z , North : X
\tikzset{isometricYZX/.style={x={(0cm,1cm)}, y={(-0.866cm,-0.5cm)}, z={(0.866cm,-0.5cm)}}}

%% document-wide tikz options and styles
\begin{document}
\begin{tikzpicture} [scale=4, isometricZXY, line join=round,
        opacity=.75, text opacity=1.0,%
        >=latex,
        inner sep=0pt,%
        outer sep=2pt,%
    ]
    \def\h{5}

    \newcommand{\quadrant}[2]{
        \foreach \t in {#1} \foreach \f in {175,165,...,5}
            \draw [fill=#2]
                  ({sin(\f - \h)*cos(\t - \h)}, {sin(\f - \h)*sin(\t - \h)}, {cos(\f - \h)})
               -- ({sin(\f - \h)*cos(\t + \h)}, {sin(\f - \h)*sin(\t + \h)}, {cos(\f - \h)})
               -- ({sin(\f + \h)*cos(\t + \h)}, {sin(\f + \h)*sin(\t + \h)}, {cos(\f + \h)})
               -- ({sin(\f + \h)*cos(\t - \h)}, {sin(\f + \h)*sin(\t - \h)}, {cos(\f + \h)})
               -- cycle;
    }

    %Quadrants
    \quadrant{220,230,...,300}{black}
    \quadrant{-60,-50,...,20}{white}
    \quadrant{30,40,...,120}{black}
    \quadrant{130,140,...,210}{none}

    %Movement arrows
    \foreach \t in {225,235,...,295}
        \foreach \f in {50,40,...,0}
            \draw [red, opacity=1.0, ->, thick]
                ({sin(\f - \h)*cos(\t - \h)}, {sin(\f - \h)*sin(\t - \h)}, {cos(\f - \h)})
                -- ({(1 + 0.2*cos(90 - \f))*sin(\f - \h)*cos(\t - \h)},
                    {(1 + 0.2*cos(90 - \f))*sin(\f - \h)*sin(\t - \h)},
                    {(1 + 0.2*cos(90 - \f))*cos(\f - \h)});

    \foreach \t in {125,135,...,205}
        \foreach \f in {110,100,...,0}
            \draw [black, ->, thick]
                ({(1 + 0.2*cos(90 - \f))*sin(\f - \h)*cos(\t - \h)},
                 {(1 + 0.2*cos(90 - \f))*sin(\f - \h)*sin(\t - \h)},
                 {(1 + 0.2*cos(90 - \f))*cos(\f - \h)})
                -- ({sin(\f - \h)*cos(\t - \h)},{sin(\f - \h)*sin(\t - \h)},{cos(\f - \h)});
    \foreach \t in {35,45,...,115}
        \foreach \f in {130,120,...,0}
            \draw [red, opacity=1.0 ,->, thick]
                ({sin(\f - \h)*cos(\t - \h)}, {sin(\f - \h)*sin(\t - \h)}, {cos(\f - \h)})
                -- ({(1 + 0.2*cos(90 - \f))*sin(\f - \h)*cos(\t - \h)},
                    {(1 + 0.2*cos(90 - \f))*sin(\f - \h)*sin(\t - \h)},
                    {(1 + 0.2*cos(90 - \f))*cos(\f - \h)});

    \foreach \t in {-55,-45,...,25}
        \foreach \f in {130,120,...,0}
            \draw [black, ->, thick]
                ({(1 + 0.2*cos(90 - \f))*sin(\f - \h)*cos(\t - \h)},
                 {(1 + 0.2*cos(90 - \f))*sin(\f - \h)*sin(\t - \h)},
                 {(1 + 0.2*cos(90 - \f))*cos(\f - \h)})
              -- ({sin(\f - \h)*cos(\t - \h)},{sin(\f - \h)*sin(\t - \h)},{cos(\f - \h)});

    %Annotations
    \path ({1.5*sin(100)*cos(75)}, {1.5*sin(100)*sin(75)}, {1.5*cos(100)}) node [right] {Compression};
    \path ({1.5*sin(70)*cos(-15)}, {1.5*sin(70)*sin(-15)}, {1.5*cos(70)})  node [right] {Dilatation};
    \path ({1.25*sin(50)*cos(165)},{1.25*sin(50)*sin(165)},{1.25*cos(50)}) node [left]  {Dilatation};
    \path ({1.25*sin(30)*cos(255)},{1.25*sin(30)*sin(255)},{1.25*cos(30)}) node [left]  {Compression};

    %P and T axis
    \begin{scope}[ultra thick]
        \draw[->] ({1.75*sin(90)*cos(75)}, {1.75*sin(90)*sin(75)}, {1.75*cos(90)})
            -- ({2*sin(90)*cos(75)},{2*sin(90)*sin(75)},{2*cos(90)}) node [above] {T-axis};
        \draw[->] ({1.75*sin(90)*cos(255)},{1.75*sin(90)*sin(255)},{1.75*cos(90)})
            -- ({2*sin(90)*cos(255)},{2*sin(90)*sin(255)},{2*cos(90)}) node [below] {T-axis};
        \draw[<-] ({1.5*sin(90)*cos(-15)}, {1.5*sin(90)*sin(-15)}, {1.5*cos(90)})
            -- ({1.75*sin(90)*cos(-15)},{1.75*sin(90)*sin(-15)},{1.75*cos(90)}) node [right] {P-axis};
        \draw[<-] ({1.5*sin(90)*cos(165)}, {1.5*sin(90)*sin(165)}, {1.5*cos(90)})
            -- ({1.75*sin(90)*cos(165)},{1.75*sin(90)*sin(165)},{1.75*cos(90)}) node [left] {P-axis};
    \end{scope}

    % Label
    \node [anchor=north, yshift=-2mm] at (current bounding box.south)
        {Seismic focal mechanism and Pression-Tension axis.};
\end{tikzpicture}
\end{document}





*********

jueves, 4 de noviembre de 2010

Modela tu mismo el IMPACTO de un meteorito en la Tierra

Los científicos de la Universidad de Purdue y el Imperial College de London han desarrollado un programa interactivo en la web el cual permite modelar el impacto de un meteorito en la tierra. Para tal fin, este programa permite introducir diferentes parámetros tales como: Diámetro, Ángulo de Impacto, Densidad, Velocidad de Impacto, distancia del punto de observación, y medio sobre el que se daria el impacto.



 La animación para cualquier set de parámetros ingresados es la misma. Al principio me resultó impresionante!. Otro aspecto importante del programa es que luego de la simulación se muestra una ventana (ver imagen siguiente) que permite conocer algunos datos interesantes sobre los efectos que ocasionaría el impacto del meteoro, entre ellos se tiene: Radiación termal, Magnitud del sismo (por el impacto), tiempo de arribo del Tsunami (en caso caiga en el mar), tamaño del cráter producido, su energia, entre otros.



Este programa se encuentra en: http://www.purdue.edu/impactearth/

Enjoy it!!...

martes, 2 de noviembre de 2010

Haiti earthquake: It wasn't the fault of Enriquillo

Al parecer la falla de Enriquillo no fue la causante del Sismo de Haiti del 12 de Enero del 2010  (Mw 7.0), sino otra falla cercana, la cual anteriormente no fue identificada (mapeada). Eric Calais (Professor of Geophysics at Purdue University) efectuó estas declaraciones en el AGU 2010 realizado en Brasil. El Profesor Calais, quien a partir del modelado de datos GPS e INSAR identifico dicho suceso, sostiene de manera preliminar que el nombre de la falla causante del sismo seria "Leoganne" (debido a que la ciudad Haitiana del mismo nombre se encuentra frente a dicha falla). Dejo a continuación el vídeo de la entrevista (Fuente AGU).




En las próximas semanas de seguro habrá alguna publicación al respecto. A esperar ...

lunes, 1 de noviembre de 2010

Mapa de sismos sentidos en el Perú - 2010

Mapa de sismos sentidos en el Perú en lo que va del año 2010.
Hacia fines de Octubre de 2010 se han contabilizado 132 eventos sísmicos sentidos. Los circulos naranja corresponden a sismos superficiales (profundidades ≤ 60 Km) y los verdes a sismos intermedios (profundidades > 60 Km) (Fuente: IGP).