Ondas P y S
En las películas de ciencia ficción, a veces vemos naves o máquinas perforadoras que descienden hacia el centro de la Tierra, atravesando túneles ardientes, ríos de magma y cámaras imposibles.
Suena espectacular.
Pero en la realidad, los seres humanos apenas hemos logrado perforar un poco la superficie del planeta.
El pozo más profundo excavado por la humanidad llegó a unos 12 kilómetros.
Parece mucho, pero si recordamos que el radio de la Tierra mide aproximadamente 6.371 kilómetros, esa profundidad es casi nada.
Es como intentar conocer el interior de una manzana raspando apenas su cáscara.
Entonces surge una pregunta fascinante.
¿Cómo saben los científicos que bajo nuestros pies existen el manto, el núcleo externo líquido y un núcleo interno sólido compuesto principalmente de hierro y níquel?
La respuesta está en las ondas sísmicas.
Y, especialmente, en dos protagonistas de esta historia:
las ondas P y las ondas S.
La Tierra se estudia escuchando sus vibraciones
Cuando queremos saber si una sandía está madura, muchas veces la golpeamos suavemente y escuchamos el sonido.
No la abrimos.
No vemos su interior.
Pero el sonido nos da pistas.
Con la Tierra ocurre algo parecido.
Cada vez que sucede un terremoto, se libera una enorme cantidad de energía en el interior del planeta.
Esa energía viaja en forma de ondas.
A esas ondas las llamamos ondas sísmicas.
Los científicos analizan cómo se mueven, cuánto tardan en llegar a distintas estaciones sísmicas y cómo cambian de velocidad al atravesar diferentes materiales.
Gracias a eso, pueden deducir qué hay dentro de la Tierra.
Es como una tomografía natural del planeta.
La diferencia es que, en lugar de usar una máquina de hospital, la fuente de energía es un terremoto.
Y sí, la Tierra tiene una forma bastante intensa de hacerse un “chequeo médico”.
Tipos principales de ondas sísmicas
Las ondas sísmicas se dividen en dos grandes grupos.
| Tipo de onda | Dónde viaja | Importancia |
|---|---|---|
| Ondas internas | Viajan por el interior de la Tierra | Ayudan a revelar la estructura interna del planeta |
| Ondas superficiales | Se desplazan cerca de la superficie | Suelen causar gran parte de los daños durante un terremoto |
En este artículo nos centraremos en las ondas internas.
Dentro de ellas, las más importantes son:
las ondas P
y
las ondas S.
Estas dos ondas no se mueven igual.
Y justamente por eso se convirtieron en una de las herramientas más poderosas de la geología moderna.
Qué son las ondas P
La letra P viene de Primary Wave, es decir, “onda primaria”.
Reciben ese nombre porque son las primeras en llegar a los sismógrafos después de un terremoto.
Las ondas P son ondas de compresión.
Esto significa que comprimen y expanden el material por el que pasan.
Para imaginarlo, piense en un resorte.
Si usted empuja y tira de un extremo, verá zonas que se aprietan y zonas que se separan.
Ese movimiento avanza en la misma dirección en la que se propaga la onda.
Así viaja una onda P.
Por eso también se dice que las ondas P son ondas longitudinales.
Su gran ventaja es que pueden atravesar casi cualquier medio.
Pueden viajar por:
- sólidos
- líquidos
- gases
Eso quiere decir que las ondas P pueden cruzar rocas, agua, magma e incluso aire.
Son rápidas, resistentes y muy útiles para estudiar el planeta.
En la corteza terrestre suelen moverse a velocidades aproximadas de 6 a 8 km por segundo, aunque pueden ser más rápidas en materiales más densos.
Qué son las ondas S
La letra S viene de Secondary Wave, es decir, “onda secundaria”.
Se llaman así porque llegan después de las ondas P.
Las ondas S no comprimen el material hacia adelante y hacia atrás.
En cambio, lo mueven de lado a lado o de arriba abajo.
Imagine una cuerda.
Si la sacude hacia arriba y hacia abajo, la onda avanza hacia adelante, pero la cuerda se mueve en dirección perpendicular.
Ese es el movimiento típico de una onda S.
Por eso las ondas S son ondas transversales.
Son más lentas que las ondas P, pero suelen producir sacudidas más fuertes.
En un terremoto, muchas veces primero se siente un golpe breve.
Ese primer movimiento suele estar relacionado con las ondas P.
Después llega una sacudida más amplia, lateral y peligrosa.
Ahí entran en escena las ondas S.
La gran diferencia: las ondas S no atraviesan líquidos
Aquí está la clave de toda la historia.
Las ondas P pueden atravesar sólidos, líquidos y gases.
Las ondas S solo pueden atravesar sólidos.
¿Por qué?
Porque las ondas S necesitan transmitir una fuerza de corte, también llamada esfuerzo de cizalla.
Los sólidos pueden transmitir ese tipo de fuerza porque sus partículas están fuertemente unidas.
Pero en los líquidos y gases, las partículas se mueven con más libertad.
Por eso no pueden sostener ese movimiento lateral.
La onda S simplemente se pierde.
Este detalle, que parece pequeño, permitió descubrir que una parte profunda de la Tierra está en estado líquido.
Y esa parte es el núcleo externo.
Ondas P y ondas S: comparación sencilla
| Característica | Ondas P | Ondas S |
|---|---|---|
| Nombre completo | Primary Wave | Secondary Wave |
| Tipo de movimiento | Longitudinal | Transversal |
| Orden de llegada | Llegan primero | Llegan después |
| Velocidad | Más rápidas | Más lentas |
| Medios que atraviesan | Sólidos, líquidos y gases | Solo sólidos |
| Efecto en la superficie | Sacudida breve | Movimiento lateral más fuerte |
| Importancia científica | Muestran cambios de densidad | Revelan zonas líquidas |
Esta comparación fue decisiva.
Si en ciertas zonas del planeta las ondas S no llegaban, significaba que algo las estaba bloqueando.
Y si las ondas S no atraviesan líquidos, la conclusión era inevitable:
en el interior profundo de la Tierra debía existir una enorme capa líquida.
Cómo las ondas sísmicas dibujaron el mapa interno de la Tierra
Al principio, los científicos pensaban que las ondas sísmicas viajarían de forma bastante simple.
Pero los datos mostraron algo mucho más interesante.
Las ondas no siempre iban en línea recta.
A veces aceleraban.
A veces disminuían su velocidad.
A veces cambiaban de dirección.
Y a veces desaparecían.
Estos cambios revelaron que el interior de la Tierra no era una masa uniforme.
Estaba dividido en capas.
Cada capa tenía una composición, densidad y estado físico diferente.
La Tierra comenzó a parecerse menos a una bola sólida y más a una estructura compleja, con zonas claramente diferenciadas.
Hoy sabemos que sus principales capas son:
- corteza
- manto
- núcleo externo
- núcleo interno
Pero este conocimiento no nació de un viaje al centro del planeta.
Nació de escuchar con paciencia las vibraciones de los terremotos.
Un pequeño pensamiento de Kori
Lo más bonito de esta historia es que la ciencia no siempre avanza viendo directamente las cosas.
A veces avanza interpretando señales.
Nadie ha tocado el núcleo externo.
Nadie ha caminado sobre el núcleo interno.
Pero las ondas P y S dejaron pistas tan claras que los científicos pudieron reconstruir ese mundo oculto bajo nuestros pies.
Es como resolver una novela de misterio escrita por la Tierra misma.
Cada terremoto deja una frase.
Cada sismógrafo guarda una pista.
Y cada onda que llega, se dobla o desaparece nos cuenta algo sobre el corazón del planeta.
En la siguiente parte veremos cómo estas pistas llevaron al descubrimiento del límite de Mohorovičić, la discontinuidad de Gutenberg y la discontinuidad de Lehmann, tres nombres un poco largos, sí, pero absolutamente claves para entender la Tierra.
Cómo las ondas sísmicas revelaron el núcleo de la Tierra
Las diferencias entre las ondas P y las ondas S permitieron a los científicos resolver uno de los mayores misterios de la geología.
Sin perforar miles de kilómetros bajo tierra, lograron reconstruir la estructura interna del planeta únicamente observando cómo viajaban las ondas sísmicas.
Cada cambio de velocidad, cada desviación y cada desaparición de una onda se convirtió en una pista.
Poco a poco, esas pistas terminaron dibujando el mapa del interior de la Tierra.
El descubrimiento de la discontinuidad de Mohorovičić
En 1909, el sismólogo croata Andrija Mohorovičić estudiaba los registros de varios terremotos cuando encontró algo inesperado.
Las ondas sísmicas llegaban antes de lo previsto a estaciones que estaban más lejos del epicentro.
En teoría, eso no tenía sentido.
Cuanto mayor es la distancia, mayor debería ser el tiempo de viaje.
Después de analizar numerosos registros, propuso una explicación revolucionaria.
Debajo de la corteza terrestre existía una capa mucho más densa donde las ondas viajaban considerablemente más rápido.
Al entrar en esa capa profunda, las ondas aceleraban y luego regresaban hacia la superficie, recorriendo un camino diferente pero más eficiente.
Ese límite entre la corteza y el manto recibe hoy el nombre de discontinuidad de Mohorovičić, conocida simplemente como Moho.
Actualmente sabemos que la corteza terrestre es sorprendentemente delgada.
Bajo los océanos suele tener entre 5 y 10 kilómetros de espesor.
En los continentes puede alcanzar entre 30 y 70 kilómetros.
Debajo comienza el enorme manto, que se extiende hasta unos 2.900 kilómetros de profundidad.
Cuando las ondas S desaparecieron
El siguiente descubrimiento fue todavía más sorprendente.
En 1914, el geofísico alemán Beno Gutenberg observó que las ondas S dejaban de aparecer en determinadas regiones del planeta.
Los sismógrafos simplemente no las registraban.
Aquellas zonas pasaron a conocerse como la zona de sombra de las ondas S.
La explicación era sencilla, pero extraordinaria.
Las ondas S no pueden propagarse por materiales líquidos.
Por lo tanto, si desaparecían a partir de cierta profundidad, significaba que allí existía una inmensa capa líquida.
Ese hallazgo permitió descubrir el núcleo externo.
Esta región comienza aproximadamente a 2.900 kilómetros bajo la superficie y está formada principalmente por hierro y níquel fundidos.
El límite entre el manto y el núcleo externo se conoce como la discontinuidad de Gutenberg.
Fue una de las pruebas más sólidas de que el interior de la Tierra no es completamente sólido.
Las ondas P revelaron otro secreto
Las ondas P sí pueden atravesar líquidos.
Sin embargo, cuando entran en el núcleo externo, disminuyen su velocidad y cambian de dirección.
Este fenómeno de refracción crea otra zona donde las ondas llegan con mucha menos intensidad.
Al estudiar cuidadosamente esas desviaciones, los científicos pudieron calcular el tamaño aproximado del núcleo externo con una precisión sorprendente.
Cada terremoto aportaba nuevos datos.
Cada registro sísmico ayudaba a completar el enorme rompecabezas del interior terrestre.
El descubrimiento del núcleo interno
Durante muchos años se creyó que todo el núcleo era líquido.
Pero en 1936, la sismóloga danesa Inge Lehmann encontró una nueva pista.
Mientras analizaba registros sísmicos muy precisos, observó que algunas ondas P aparecían en lugares donde no deberían haber llegado.
La única explicación posible era que existía otra capa distinta en el centro del planeta.
Lehmann propuso que dentro del núcleo externo líquido había una esfera sólida extremadamente densa.
Hoy conocemos esa región como el núcleo interno.
La frontera entre ambas capas recibe el nombre de discontinuidad de Lehmann.
Aunque las temperaturas allí superan los 5.000 °C, la presión es tan enorme que el hierro permanece en estado sólido.
Es una de las condiciones físicas más extremas conocidas en nuestro planeta.
Estructura interna de la Tierra
| Capa | Profundidad aproximada | Estado | Composición principal |
|---|---|---|---|
| Corteza | 5–70 km | Sólido | Granito y basalto |
| Manto | 70–2.900 km | Sólido con flujo muy lento | Silicatos |
| Núcleo externo | 2.900–5.150 km | Líquido | Hierro y níquel |
| Núcleo interno | 5.150–6.371 km | Sólido | Hierro y níquel |
Las ondas sísmicas también salvan vidas
El estudio de las ondas sísmicas no solo sirve para comprender la estructura de la Tierra.
También tiene aplicaciones muy importantes en la vida cotidiana.
Muchos países utilizan sistemas de alerta temprana de terremotos.
Como las ondas P viajan más rápido que las ondas S, los sensores pueden detectar un terremoto apenas comienza.
Eso permite enviar avisos antes de que llegue el movimiento más intenso.
Aunque solo se disponga de unos pocos segundos, ese tiempo puede ser suficiente para:
- detener trenes de alta velocidad;
- abrir puertas de ascensores;
- detener maquinaria industrial;
- proteger infraestructuras críticas;
- permitir que las personas busquen un lugar seguro.
Es uno de los mejores ejemplos de cómo un descubrimiento científico termina teniendo un impacto directo en la seguridad de millones de personas.
En este artículo hemos visto cómo las ondas P y las ondas S permitieron descubrir la estructura interna de la Tierra.
Si desea profundizar en el tema, le recomendamos leer también nuestra guía completa “Estructura interna de la Tierra explicada a fondo｜Corteza, manto y núcleo.”
Encontrará una explicación detallada sobre las características, la composición, la temperatura y la función de cada capa, ideal para comprender mejor cómo funciona nuestro planeta.
Reflexión de Kori
Lo que más me impresiona de esta historia es que nadie ha visto directamente el interior profundo de la Tierra.
No existen fotografías del núcleo.
No hay cámaras instaladas a miles de kilómetros bajo nuestros pies.
Y, sin embargo, conocemos bastante bien su estructura.
Todo gracias a pequeñas vibraciones registradas durante más de un siglo.
A veces pensamos que la ciencia solo avanza con grandes máquinas o tecnologías espectaculares.
Pero muchas veces el verdadero progreso nace de observar con paciencia aquello que casi nadie nota.
Las ondas sísmicas son un excelente ejemplo de ello.
Escuchando cómo viajan por el planeta, aprendimos a conocer un mundo que jamás podremos visitar.
Ondas P y S Referencias
Si desea profundizar en este tema, estas fuentes ofrecen información rigurosa y fácil de consultar.
- U.S. Geological Survey (USGS) – Earthquake Hazards Program
- IRIS (Incorporated Research Institutions for Seismology)
- Servicio Geológico de los Estados Unidos – Earth Structure
- Lehmann, I. (1936). P’, estudio sobre el descubrimiento del núcleo interno.
- Manuales universitarios de Geología y Geofísica
Ondas P y S Preguntas frecuentes (FAQ)
P1. ¿Qué onda sísmica provoca más daños en los edificios?
R. En general, las ondas S producen daños mayores porque generan un movimiento lateral mucho más intenso que las ondas P. Este tipo de vibración ejerce una fuerte presión sobre las estructuras. Sin embargo, en terremotos de gran magnitud, las ondas superficiales suelen ser las responsables de la mayor parte de la destrucción.
P2. ¿Por qué las ondas S no pueden atravesar líquidos?
R. Las ondas S necesitan transmitir una fuerza de corte (esfuerzo cortante). Los sólidos pueden soportar ese tipo de deformación gracias a la unión entre sus partículas, mientras que los líquidos y los gases no. Por eso las ondas S desaparecen cuando alcanzan el núcleo externo líquido.
P3. ¿Para qué sirven las ondas sísmicas en la vida cotidiana?
R. Su aplicación más conocida es el sistema de alerta temprana de terremotos. Como las ondas P llegan antes que las ondas S, los sensores pueden detectar un sismo y enviar avisos con algunos segundos de anticipación. Ese breve margen permite detener trenes, proteger instalaciones industriales y dar tiempo para buscar un lugar seguro.
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