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Ciencia de la Tierra · Geología · Interior de la Tierra

Ondas sísmicas y distancia epicentral

La diferencia en los tiempos de llegada de las ondas P y las ondas S permite estimar la distancia al hipocentro. Tener en cuenta la profundidad del foco, y combinar la información de múltiples estaciones.

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Significado y funcionamiento

Las ondas P y las ondas S difieren en su método de transmisión y velocidad. Si se originan desde el mismo punto de partida, las ondas P generalmente llegan primero, y la diferencia de tiempo aumenta a medida que aumenta la distancia.

Una diferencia en el tiempo de medición para un único punto de observación no determina la ubicación. Al superponer los rangos de distancia posibles de múltiples puntos de observación, se reduce el epicentro.

Relaciones y condiciones de validez

Para velocidades de onda uniformes, Δt = d(1/Vs - 1/Vp). Con Vp = 6 y Vs = 3.5 km/s en la simulación, la distancia hipocentral es d = 8.4Δt km.

Si la profundidad de campo h es conocida, el radio de la superficie es √(d²−h²). Para la estructura estratificada real de la Tierra y la refracción, los datos de tiempo de viaje reemplazan la ecuación de propagación de línea recta simple.

Qué observar en la simulación

El epicentro se estima utilizando círculos de superficie de tres observatorios diferentes. Al colocar una línea recta, el cálculo del punto de intersección es inestable.

Supongamos un medio homogéneo y propagación recta con Vp=6 km/s y Vs=3,5 km/s. Es un modelo que conoce la profundidad de antemano y obtiene una hora de llegada precisa. Se omiten la estructura de capa real, la refracción y los errores de tiempo, y la amplitud de la forma de onda es un valor relativo virtual.

Relaciones y símbolos clave

d=8.4Δt (km), r=√(d²−h²)

Símbolos y unidades de las fórmulas
SímboloSignificadoUnidad
ΔtDiferencia entre los tiempos de llegada de las ondas S y Ps
d, hDistancia hipocentral y profundidad focalkm

Ejemplo resuelto

Si Vp = 6 km/s, Vs = 3.5 km/s y el intervalo S−P es 10 s, ¿cuál es la distancia al hipocentro?

d=Δt×6×3,5/(6−3,5)=8,4Δt. Esta distancia es la distancia al hipocentro y el radio de la superficie es √(d²−h²).

Errores frecuentes

  • La distancia al hipocentro, calculada por la diferencia de tiempo entre las ondas S y las ondas P, varía en función de la profundidad.

Explorar este concepto con experimentos

Referencias

BCcampus · Physical Geology (inglés)