Lasismologia és l'estudi científic delsterratrèmols i el moviment de lesones sísmiques per la superfície de laTerra. El camp també inclou l'estudi de fenòmens relacionats, com elstsunamis (ones marines gegants),volcans i lesplaques tectòniques en general. Investigant les causes i la tipologia dels moviments sísmics, tracta de prevenir-los i controlar els seus efectes. Per exemple establint protocols d'actuació i protecció de la població; o bé, tenint en compte les dades d'un determinatterreny osòl, realitzar edificacions més adequades a les seves característiques.
Al segle xvii,Athanasius Kircher va raonar que els terratrèmols eren causats pel moviment del foc dins d'un sistema de canals dins de la Terra.Martin Lister (1638–1712) iNicolas Lemery (1645–1715) van proposar que els terratrèmols eren causats per explosions químiques dins de la Terra.[4]
Elterratrèmol de Lisboa de 1755, coincidint amb l'eclosió general de la ciència aEuropa, va posar en marxa els intents científics intensificats d'entendre el comportament i la causa dels terratrèmols. Les primeres respostes inclouen el treball deJohn Bevis (1757) iJohn Michell (1761). Michell va determinar que els terratrèmols s'originen dins de la Terra i eren ones de moviment causades per «les masses de roca desplaçades quilòmetres per sota de la superfície».[5]
En resposta a una sèrie de terratrèmols prop deComrie aEscòcia el 1839, es va formar un comitè alRegne Unit per tal de produir millors mètodes de detecció de terratrèmols. El resultat va ser la producció d'un dels primerssismometres moderns deJames David Forbes, presentat per primera vegada en un informe deDavid Milne-Home el 1842.[6] Aquest sismòmetre era un pèndol invertit, que registrava les mesures de l'activitat sísmica mitjançant l'ús d'un llapis col·locat sobre paper sobre el pèndol. Els dissenys proporcionats no van resultar efectius, segons informes de Milne.[6]
Des de 1857,Robert Mallet va establir les bases de la sismologia instrumental moderna i va dur a terme experiments sismològics amb explosius. També és l'encarregat d'encunyar la paraula «sismologia».[7]
El 1897, els càlculs teòrics d'Emil Wiechert el van portar a concloure que l'interior de la Terra consta d'un mantell de silicats, que envolta un nucli de ferro.[8]
El 1906Richard Dixon Oldham va identificar l'arribada per separat de les ones P, ones S i ones superficials als sismogrames i va trobar la primera evidència clara que la Terra té un nucli central.[9]
El 1910, després d'estudiar elTerratrèmol de San Francisco d'abril de 1906,Harry Fielding Reid va presentar la "teoria del rebot elàstic" que segueix sent la base dels estudis tectònics moderns. El desenvolupament d'aquesta teoria depenia del progrés considerable de corrents de treball independents anteriors sobre el comportament dels materials elàstics i en matemàtiques.[15]
Un primer estudi científic de lesrèpliques d'un terratrèmol destructiu es va produir després del terratrèmol de Xalapa de gener de 1920. Un sismògraf Wiechert de 80 kg va ser portat per ferrocarril a la ciutat mexicana de Xalapa després del terratrèmol. L'instrument es va desplegar per registrar les seves rèpliques. Les dades del sismògraf finalment van determinar que el xoc principal es va produir al llarg d'una falla poc profunda de l'escorça.[16]
El 1926,Harold Jeffreys va ser el primer a afirmar, basant-se en el seu estudi de les ones dels terratrèmols, que sota el mantell, el nucli de la Terra és líquid.[17]
A la dècada de 1960, les ciències de la Terra s'havien desenvolupat fins al punt que una teoria exhaustiva de la causalització dels esdeveniments sísmics i els moviments geodèsics s'havia reunit en l'ara ben establerta teoria de latectònica de plaques.[19]
Registres del sismograma que mostren els tres components delmoviment del sòl. La línia vermella marca la primera arribada de les ones P; la línia verda, l'arribada posterior de les ones S.
Les ones sísmiques són ones elàstiques que es propaguen en materials sòlids o fluids. Es poden dividir enones corporals que viatgen per l'interior dels materials;ones superficials que viatgen per superfícies o interfícies entre materials; imodes normals, una forma d'ona estacionària.
Hi ha dos tipus d'ones corporals,ones de pressió o ones primàries (ones P) iones de cisalla o ones secundàries (ones S). Les ones P sónones longitudinals que impliquencompressió iexpansió en la direcció en què es mou l'ona i són sempre les primeres ones que apareixen en un sismograma, ja que són les ones que es mouen més ràpidament a través dels sòlids. Les ones S sónones transversals que es mouen perpendicularment a la direcció de propagació. Les ones S són més lentes que les ones P. Per tant, apareixen més tard que les ones P en un sismograma. Els fluids no poden suportar ones elàstiques transversals a causa de la seva baixa resistència al tall, de manera que les ones S només viatgen en sòlids.[20]
Les ones superficials són el resultat de les ones P i S que interactuen amb la superfície de la Terra. Aquestes ones sóndispersives, el que significa que diferents freqüències tenen diferents velocitats. Els dos tipus principals d'ones superficials són lesones de Rayleigh, que tenen moviments de compressió i de cisalla, i lesones Love, que són purament de cisalla.
Les ones de Rayleigh resulten de la interacció de les ones P i les ones S polaritzades verticalment amb la superfície i poden existir en qualsevol medi sòlid. Les ones Love estan formades per ones S polaritzades horitzontalment que interaccionen amb la superfície, i només poden existir si hi ha un canvi en les propietats elàstiques amb la profunditat en un medi sòlid, que és sempre el cas en aplicacions sismològiques. Les ones superficials viatgen més lentament que les ones P i les ones S perquè són el resultat d'aquestes ones que viatgen per camins indirectes per interaccionar amb la superfície de la Terra. Com que viatgen per la superfície de la Terra, la seva energia decau menys ràpidament que les ones corporals (1/distància2 en front de 1/distància3) i, per tant, la sacsejada provocada per ones superficials és generalment més forta que la de les ones corporals, i les ones superficials primàries són sovint els senyals més grans delssismogrames de terratrèmols. Les ones superficials són fortament excitades quan la seva font està a prop de la superfície, com en un terratrèmol poc profund o una explosió propera a la superfície, i són molt més febles per a fonts de terratrèmols profundes.[20]
Tant les ones corporals com les superficials són ones que viatgen; tanmateix, els grans terratrèmols també poden fer que tota la Terra "soni" com una campana ressonant. Aquest timbre és una barreja demodes normals amb freqüències discretes i períodes d'aproximadament una hora o menys. El moviment en mode normal causat per un terratrèmol molt gran es pot observar fins a un mes després de l'esdeveniment.[20] Les primeres observacions dels modes normals es van fer a la dècada de 1960, ja que l'arribada dels instruments de major fidelitat va coincidir amb dos dels terratrèmols més grans del segle xx, elterratrèmol de Valdivia de 1960 i elterratrèmol d'Alaska de 1964.
↑Needham, Joseph.Science and Civilization in China, Volume 3: Mathematics and the Sciences of the Heavens and the Earth. Cambridge: Cambridge University Press, 1959, p. 626–635.
↑Agnew, Duncan Carr «History of seismology». International Handbook of Earthquake and Engineering Seismology, vol. 81A, 2002, pàg. 3–11.DOI:10.1016/S0074-6142(02)80203-0.
↑Udías, Agustín; Arroyo, Alfonso López.The 1755 Lisbon earthquake: revisited. Springer, 2008, p. 14.ISBN 9781402086090.
↑Member of the Royal Academy of Berlin.The History and Philosophy of Earthquakes Accompanied by John Michell's 'conjectures Concerning the Cause, and Observations upon the Ph'nomena of Earthquakes'. Cambridge Univ Pr, 2012.ISBN 9781108059909.
↑Society, The Royal «Robert Mallet and the 'Great Neapolitan earthquake' of 1857» (en anglès). Notes and Records, vol. 59, 1, 22-01-2005, pàg. 45–64.DOI:10.1098/rsnr.2004.0076.ISSN:0035-9149.
↑Barckhausen, Udo; Rudloff, Alexander «Earthquake on a stamp: Emil Wiechert honored». Eos, Transactions American Geophysical Union, vol. 93, 7, 14-02-2012, pàg. 67.Bibcode:2012EOSTr..93...67B.DOI:10.1029/2012eo070002.
↑ «Oldham, Richard Dixon». A:Complete Dictionary of Scientific Biography. 10. Charles Scribner's Sons, 2008.
^ ASCE. (2000). Pre-standard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings (FEMA-356) (Report No. FEMA 356). Reston, VA: American Society of Civil Engineers preparat per la Federal Emergency Management Agency.
^ ATC. (1985). Earthquake Damage Evaluation Data for California (ATC-13) (Report). Redwood, CA: Applied Technology Council.
^ Bozorgnia, Y, Bertero, V, "Earthquake Engineering: From Engineering Seismology to Performance-Based Engineering", CRC Press, 2004.
