Las ondas sísmicas se definen como ondas mecánicas de tipo elástico que se propagan a través de las diferentes capas del planeta Tierra y que son resultado de movimientos telúricos naturales, como terremotos, erupciones volcánicas o grandes deslizamientos de tierra. Estas ondas son estudiadas por la sismología, una rama de la geofísica.
Las ondas sísmicas también pueden tener un origen antropogénico, principalmente en grandes explosiones que generan grandes cantidades de energía acústica de baja frecuencia.
Algunos fenómenos tanto naturales como antropogénicos crean ondas de poca amplitud denominadas ruido sísmico, que consisten básicamente en ondas superficiales que no llegan a producir ondas sísmicas propiamente dichas.
La velocidad de propagación de las ondas sísmicas en la corteza terrestre puede variar entre 2 y 8 km/s y en el manto puede alcanzar los 13 km/s, dependiendo sobre todo de dos factores: de la densidad y de la elasticidad del medio.
Junto a los cambios de velocidad en las distintas capas de la Tierra, las ondas sísmicas también sufren refracción y reflexión, y todos estos fenómenos son medidos y utilizados tanto para estudiar los terremotos y la estructura interna de la Tierra.
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Tipos de ondas sísmicas
Las ondas sísmicas se pueden clasificar en dos grandes categorías:
- Ondas internas, de volumen o de cuerpo: se propagan por el interior del planeta.
- Ondas superficiales: se propagan por la superficie.
Las ondas superficiales tienden a decaer más lentamente que las ondas internas y además provocan mayor movimiento de partículas, por lo que son las que tienden a causar más daño cuando hay un terremoto.
Ondas internas o de volumen
Las ondas internas se propagan por el interior de la Tierra siguiendo trayectorias determinadas por las propiedades del material en términos de densidad y elasticidad, propiedades que cambian con la temperatura, composición y estado del material.
Se diferencian dos tipos de ondas sísmicas internas: las ondas primarias (ondas P) y las ondas secundarias (ondas S).
Ondas P
Las ondas primarias u ondas P son ondas longitudinales de presión. Consisten en la propagación de compresiones y rarefacciones, muy similar a la forma en que se propagan las ondas de sonido.
Las ondas P se propagan por todo tipo de materiales, incluyendo materiales fluidos, y son más rápidas que las ondas S, por lo que son las primeras en detectarse por los sismógrafos y por eso se conocen como «Primarias».
Ondas S
Las ondas secundarias u ondas S son ondas transversales de cizalla. Las partículas se mueven en perpendicular a la dirección de propagación de la onda.
Las ondas S, a diferencia de las ondas P, no pueden propagarse a través de fluidos, solo a través de sólidos. Su desaparición al llegar al núcleo de la Tierra es uno de los datos que sugiere la existencia de una capa líquida en el núcleo terrestre.
Ondas superficiales
Las ondas sísmicas superficiales se propagan solo en las capas más superficiales de la Tierra y su amplitud decrece muy rápido con la profundidad.
Los dos tipos de ondas superficiales son las ondas Love y las ondas Rayleigh, nombres en honor a los científicos que las descubrieron.
Las ondas Rayleigh se propagan como ondulaciones con un movimiento de las partículas retrógrado.
Por su parte, las ondas Love son ondas de cizalla polarizadas. Son las ondas sísmicas de mayor amplitud y son más rápidas que las ondas Rayleigh, aunque las dos tienen una velocidad muy similar, aproximadamente un 90% más lentas que las ondas S.
En los terremotos también se pueden producir ondas estacionarias como resultado de la intersección de los otros tipos de ondas, y también ondas de interfase (ondas Stoneley) en los límites entre dos superficies.