Física de los maremotos tectónicos
Los maremotos son destructivos a partir de sismos de magnitud 7,5 en la escala de Richter y son realmente destructivos a partir de 8,3.
La velocidad de las olas puede determinarse a través de la ecuación:
,
donde D es la profundidad del agua que está directamente sobre el sismo y g, la gravedad terrestre (9,8 m/s²).3
A las profundidades típicas de 4-5 km las olas viajarán a velocidades
en torno a los 600 kilómetros por hora o más. Su amplitud superficial o
altura de la cresta H puede ser pequeña, pero la masa de
agua que agitan es enorme, y por ello su velocidad es tan grande; y no
sólo eso, pues la distancia entre picos también lo es. Es habitual que
la longitud de onda de la cadena de maremotos sea de 100 km, 200 km o más.
El intervalo entre cresta y cresta (período de la onda) puede durar desde menos de diez minutos hasta media hora o más. Cuando la ola entra en la plataforma continental,
la disminución drástica de la profundidad hace que su velocidad
disminuya y empiece a aumentar su altura. Al llegar a la costa, la
velocidad habrá decrecido hasta unos 50 kilómetros por hora, mientras
que la altura ya será de unos 3 a 30 m, dependiendo del tipo de relieve
que se encuentre. La distancia entre crestas (longitud de onda L) también se estrechará cerca de la costa.
Debido a que la onda se propaga en toda la columna de agua, desde la
superficie hasta el fondo, se puede hacer la aproximación a la teoría
lineal de la hidrodinámica. Así, el flujo de energía E se calcula como:
,
siendo d la densidad del fluido.
La teoría lineal predice que las olas conservarán su energía mientras
no rompan en la costa. La disipación de la energía cerca de la costa
dependerá, como se ha dicho, de las características del relieve marino.
La manera como se disipa dicha energía antes de romper depende de la
relación H/h, sobre la cual hay varias teorías. Una vez que llega a tierra, la forma en que la ola rompe depende de la relación H/L.
Como L siempre es mucho mayor que H, las olas romperán como lo hacen
las olas bajas y planas. Esta forma de disipar la energía es poco
eficiente, y lleva a la ola a adentrarse tierra adentro como una gran marea.
Cuanto más abrupta sea la costa, más altura alcanzará, pero seguirá
teniendo forma de onda plana. Se puede decir que hay un trasvase de
energía de velocidad a amplitud. La ola se frena pero gana altura. Pero
la amplitud no es suficiente para explicar el poder destructor de la
ola. Incluso en un maremoto de menos de 5 m los efectos pueden ser
devastadores. La ola es mucho más de lo que se ve. Arrastra una masa de
agua mucho mayor que cualquier ola convencional, por lo que el primer
impacto del frente de la onda viene seguido del empuje del resto de la
masa de agua perturbada que presiona, haciendo que el mar se adentre más y más en tierra. Por ello, la mayoría de los maremotos tectónicos son vistos más como una poderosa riada, en la cual es el mar el que inunda a la tierra, y lo hace a gran velocidad.
Antes de su llegada, el mar acostumbra a retirarse varios centenares de metros, como una rápida marea
baja. Desde entonces hasta que llega la ola principal pueden pasar de 5
a 10 minutos, como también existen casos en los que han transcurrido
horas para que la marejada llegue a tierra. A veces, antes de llegar la
cadena principal de maremotos, los que realmente arrasarán la zona,
pueden aparecer «micromaremotos» de aviso. Así ocurrió el 26 de diciembre de 2004 en las costas de Sri Lanka
donde, minutos antes de la llegada de la ola fuerte, pequeños maremotos
entraron unos cincuenta metros playa adentro, provocando el
desconcierto entre los bañistas antes de que se les echara encima la ola
mayor. Según testimonios, «se vieron rápidas y sucesivas mareas bajas y
altas, luego el mar se retiró por completo y solo se sintió el
estruendo atronador de la gran ola que venía».
Debido a que la energía de los maremotos tectónicos es casi
constante, pueden llegar a cruzar océanos y afectar a costas muy
alejadas del lugar del suceso. La trayectoria de las ondas puede
modificarse por las variaciones del relieve abisal,
fenómeno que no ocurre con las olas superficiales. Los maremotos
tectónicos, dado que se producen debido al desplazamiento vertical de
una falla, la onda que generan suele ser un tanto especial. Su frente de onda
es recto en casi toda su extensión. Solo en los extremos se va
diluyendo la energía al curvarse. La energía se concentra, pues, en un
frente de onda recto, lo que hace que las zonas situadas justo en la
dirección de la falla se vean relativamente poco afectadas, en contraste
con las zonas que quedan barridas de lleno por la ola, aunque éstas se
sitúen mucho más lejos. El peculiar frente de onda es lo que hace que la
ola no pierda energía por simple dispersión geométrica, sobre todo en
su zona más central. El fenómeno es parecido a una onda encajonada en un
canal o río.
La onda, al no poder dispersarse, mantiene constante su energía. En un
maremoto sí existe, de hecho, cierta dispersión pero, sobre todo, se
concentra en las zonas más alejadas del centro del frente de onda recto.
En la imagen animada del maremoto del océano Índico (diagrama de la onda) se puede observar cómo la onda se curva por los extremos y cómo Bangladés, al estar situado justo en la dirección de la falla fracturada, apenas sufre sus efectos, mientras que Somalia,
a pesar de encontrarse mucho más lejos, cae justo en la dirección de la
zona central de la ola, que es donde la energía es mayor y se conserva
mejor.
