1. Las ondas de un terremoto avanzan varios kilómetros por segundo
La Agencia Meteorológica de Japón, que vigila uno de los países más sísmicos del mundo, describe dos ondas principales: la onda P, que avanza a unos 7 km por segundo, y la onda S, más lenta (unos 4 km por segundo) pero de sacudida más fuerte [1]. Son valores aproximados: cambian de un lugar a otro, como veremos.
Para sentir esas cifras, comparemos. Un tren de alta velocidad que va a 300 km/h recorre unos 83 metros por segundo. El sonido en el aire, a temperatura templada, avanza a unos 340 metros por segundo. Con 7 km/s, la onda P es unas 84 veces más rápida que el tren y unas 20 veces más rápida que el sonido. Incluso la onda S, con 4 km/s, supera al tren unas 50 veces. Por eso, la onda P puede llegar antes que el sonido que produce el terremoto.
2. La rigidez y la densidad de la roca deciden la velocidad de las ondas
¿Por qué 7 y 4, y no otras cifras? Según un texto de geología de libre acceso, la velocidad de la onda P depende de la rigidez, de la compresibilidad y de la densidad del material; la de la onda S, solo de la rigidez y de la densidad [2]. En otras palabras: cuanto más rígido es un material, más rápido pasa la onda; cuanto más denso, más lento, a igualdad de lo demás.
Una imagen sencilla (es una analogía, no una definición del texto): una cuerda muy tensa transmite un tirón mucho más deprisa que una cuerda floja. La roca dura se parece a la cuerda tensa; el barro, a la floja.
Ese mismo texto señala que la onda S solo viaja por sólidos, porque los líquidos y los gases no tienen rigidez, y que es más lenta que la P pero conserva más de la mitad de su velocidad [2]. Como la roca cambia de un sitio a otro y con la profundidad, la velocidad también cambia. Y eso permitió un descubrimiento.
3. Cómo una onda que dio un rodeo llegó antes y reveló una frontera bajo la corteza
En octubre de 1909 hubo un terremoto en la zona de Pokupsko, a unos 40 km al sureste de Zagreb, en Croacia [3]. El sismólogo Andrija Mohorovičić revisó los registros de las estaciones y notó algo raro: en las estaciones cercanas, hasta unos 240 km, llegaba una onda longitudinal (P) y una transversal (S); pero entre 240 y 720 km aparecían dos de cada una [3].
Su conclusión fue que no eran ondas distintas, sino dos fases de la misma onda que habían seguido caminos diferentes. La velocidad aumenta con la profundidad y, además, da un salto brusco en cierta capa [3]. Una parte de la onda va directa por la capa superficial; otra baja a la capa rápida, la recorre y regresa. Aunque dé un rodeo, esta segunda puede llegar antes si la distancia es larga. Con esos tiempos calculó a qué profundidad estaba el cambio: unas 30 millas, es decir, unos 48 km [4].
Había descubierto que la Tierra tiene una corteza delgada sobre un manto más denso. A esa frontera se la llama discontinuidad de Mohorovičić, o «Moho» [4]. Vale la pena notarlo: la descubrió con papel, relojes y una pregunta, sin excavar nada.
4. Por qué cerca de la superficie las ondas van más lentas y el suelo blando sacude más
Si la velocidad depende de la rigidez, el suelo blando tiene una consecuencia clara: las ondas suelen ir más despacio al entrar en capas blandas. Un material de enseñanza de la Universidad Estatal de Oregón explica que, en un lugar de suelo blando, el terreno amplifica las ondas que llegan desde la roca y la sacudida resulta mucho más intensa que en un sitio sobre roca [5]. No es que el terremoto «haya llegado antes» a esos sitios; es que, al llegar, la sacudida puede ser mayor.
Un ejemplo muy citado es la Ciudad de México en 1985: el epicentro quedó lejos, en la costa del Pacífico, y aun así el centro de la ciudad, construido sobre antiguos sedimentos de lago, sufrió daños graves. Los materiales que consulté atribuyen buena parte de ese efecto a esos sedimentos blandos [5]. Aquí conviene ser cuidadosos: no leí el capítulo completo, y la intensidad exacta depende de muchos factores.
Así que «qué tan pronto llega» y «qué tan fuerte sacude» son dos preguntas distintas. La primera depende sobre todo de las rocas profundas que atraviesa la onda; la segunda, en buena medida, de lo blando que sea el suelo justo bajo tus pies.
5. Cómo estimar cuánto tarda en llegar la sacudida con una simple división
Con la velocidad se puede hacer una cuenta rápida: tiempo ≈ distancia ÷ velocidad. A 100 km del epicentro, la onda S (unos 4 km/s) tardaría unos 25 segundos y la onda P (unos 7 km/s), unos 14 [1].
Es solo una estimación. Como acabas de ver, la Tierra no es uniforme: las ondas atraviesan capas de velocidades distintas y pueden tomar rodeos, así que los tiempos reales se apartan de esta cuenta, sobre todo a distancias grandes.
Para probarlo tú: busca en la página de tu servicio sismológico nacional un sismo reciente y anota su distancia aproximada a tu ciudad con ayuda de un mapa. Divide entre 4 y compara con otro sismo más lejano. Si tienes un adulto cerca, puedes hacer la actividad con esa persona. La pregunta que queda abierta es buena: ¿por qué los tiempos reales nunca coinciden del todo?