FENOMENOS DE LUMINICENCIA EN

TERREMOTOS

CONTENIDO

1. INTRODUCCION

2. LUMINISCENCIA

3. CLASES DE LUMINISCENCIA

4. TRIBOLUMINISCENCIA

5. TRIBOLUMINISCENCIA DURANTE SISMOS

6. LUMINISCENCIAS EN TERREMOTOS Y SU RELACION CON LAS ZONAS DE RIFT

7. TEORIAS QUE EXPLICAN EL POSIBLE ORIGEN DE LA LUMINISCENCIA

8. HUECOS DE ELECTRÓN

9. CONCLUSIONE

10. BIBLIOGRAFIA

FENOMENOS DE LUMINICENCIA EN TERREMOTOS

1. INTRODUCCION

Entre los fenómenos luminosos han despertado interés aquellos que desprenden luz sin desprender calor, o que lo hacen sin una causa aparente, como un incendio, una hoguera o el paso de una corriente eléctrica.

Desde tiempos inmemoriales se conocían sustancias y animales que resplandecían en las sombras, por lo que despertaban la curiosidad y las supersticiones.

Calcita: Mineral fluorescente que se le ha hecho incidir rayos ultravioletas (UV) de onda corta.

Las primeras referencias escritas a las luciérnagas y gusanos luminiscentes aparecen en las crónicas chinas ShihChing (Libro de las Odas) en el período de 1500 a 1000 a.C.

Aristóteles (384-322 a.C.) en Grecia, observó la luz emitida por los peces en descomposición y lo registró en De Coloribus: “…algunas cosas no arden por su naturaleza, ni tienen fuego de ningún tipo, aún así parecen producir luz”.

También el avistamiento de luminosidad en los mares tropicales dio lugar a extrañas leyendas y su reporte era tomado por falacias. Cristóbal Colón en su primer viaje reportó haber visto esas luces “... y era como una candelita de cera que se alzaba y levantaba, lo cual a pocos le parecía ser indicio de tierra, pero el Almirante tuvo por cierto estar junto a tierra...”.

La luminiscencia de los sólidos fue reportada por primera vez en 1603 por VincenzoCascariolo de Bolonia, quien calentó polvos de barita natural (sulfato de bario) con carbón y encontró que la mezcla resultante en forma de torta brillaba en la noche.

Él observó que la piedra aparentemente se “cargaba” de luz solar por el día y brillaba durante horas en la oscuridad. Por esto le llamó lapissolaris (piedra del Sol).

La piedra fue estudiada también por los científicos italianos Galileo Galilei y GulioLagulla. Por su aspecto poroso también la denominaron spongiasolis (esponja solar), en la suposición de que absorbiera la luz, tal como una esponja absorbe el agua.

En 1652, sin embargo, Nicolás Zucchi demostró, por medio de filtros ópticos, que el color de la luz emitida durante la noche era la misma que cuando la piedra era expuesta a luz blanca o de otros colores, como azul o verde.

En 1640, FortuniLiceti escribió la primera monografía acerca de la piedra de Bolonia a la que los griegos llamaban litosforo o piedra de fósforo, donde fósforo significa “dador de luz”. No se debe confundir el elemento químico fósforo con las sustancias fosforescentes que no contienen el elemento químico en su composición. Ni con los fósforos o cerillas que usamos habitualmente para hacer fuego.

A partir de Cascariolo se designó como fosforescentes a las sustancias que presentaban la propiedad de brillar durante largo tiempo después de excitadas.

El término luminiscencia fue introducido en 1888 por el químico alemán EilhardWiedemann para abarcar los dos fenómenos, la fluorescencia y la fosforescencia. Y definió a la luminiscencia como todos los fenómenos luminosos no causados solamente por el aumento de la temperatura.

Luminiscencia en terremotos

• Según diversos historiadores, las primeras referencias a las luces sísmicas proceden del terremoto de Módena, en el 89 a.C. Otros se remontan al Antiguo Egipto.

• La primera referencia a la utilización del fenómeno de la triboluminiscencia procede de los indios Ute, pobladores de la región de Colorado Central, quienes desde una remota antigüedad vinieron utilizando sonajeros de cristales de cuarzo para generar luz.

• Tales sonajeros, de uso ceremonial, eran fabricados en piel de búfalo (traslúcida) y estaban rellenos de cristales de cuarzo. Cuando eran sacudidos por los chamanes, durante las ceremonias nocturnas, la fricción y tensión mecánica de los cristales de cuarzo producía destellos de luz triboluminiscente.

• Desde entonces son muchos los terremotos que han ido acompañados de espectaculares efectos luminosos en el cielo, bien sea en forma de resplandor suave y difuso, como el de laaurora, o mediante refulgentes señales como ocurre con los fuegos artificiales.

•  En tiempos modernos, Nicolás Monardes (1508-1588) refirió la triboluminiscencia haciéndose eco de observaciones de porteadores sevillanos de sacos de azúcar en noches sin luna. En 1620, Francis Bacon, en su NovumOrganum, expresó: "Es bien sabido que todo el azúcar, ya sea en almíbar o enbloque, si es duro, brillará cuando se rompa o sea raspado en la oscuridad." En 1663 el científico Robert Boyle también informó acerca de algunos de sus trabajos sobre la triboluminiscencia.

2. LUMINISCENCIA

Luminiscencia es todo proceso de emisión de luz cuyo origen no radica exclusivamente en las altas temperaturas sino que, por el contrario, es una forma de "luz fría" en la que la emisión de radiación lumínica es provocada en condiciones de temperatura ambiente o baja.

Cuando un sólido recibe energía procedente de una radiación incidente, ésta es absorbida por su estructura electrónica y posteriormente es de nuevo emitida cuando los electrones vuelven a su estadofundamental(Henry Joseph Round.).

Este proceso tiene dos pasos:

• 1. La energía incidente hace que los electrones de los átomos del material absorbente se exciten y salten de las órbitas internas de los átomos a las órbitas exteriores.

• 2. Cuando los electrones “caen” de nuevo a su estado original, emiten un fotón de luz.

El intervalo entre los dos pasos puede ser corto o largo (muchas horas). Si el intervalo es corto, el proceso se llamaba fluorescencia; si el intervalo es largo, el proceso se llamaba fosforescencia. En ambos casos, la luz producida es casi siempre de menos energía, es decir, de longitud de onda más larga, que la luz excitante.

3. CLASES DE LUMINISCENCIA

Dependiendo de la energía que la originaes posible hablar de varias clases de luminiscencia:

Fluorescencia: se restringe a la luminiscencia causada por rayos ultravioleta y se caracteriza por tener un tiempo característico τ < 0,00000001 segundos (10-8 segundos).

Fosforescencia: es una luminiscencia que perdura una vez cortada la excitación. Se considera fosforescencia si τ > 0,00000001 segundos (10-

8 segundos).

Fotoluminiscencia:en el caso de los minerales fotoluminiscentes, la luz es absorbida durante un determinado periodo de tiempo y, al ser emitida, lo hace con una longitud de onda menor que la incidente, es decir, no se trata de un fenómeno óptico de difracción o reflexión.

Catodoluminiscencia:si el origen es un bombardeo con electrones acelerados.

Radioluminiscencia:el origen es una irradiación con rayos α, β o γ. Fue observada por primera vez por Pierre Curie y Marie Curie con el elemento radio.

Quimioluminiscencia: que es resultado de una reacción química.

La bioluminiscencia: aunque generalmente es una quimioluminiscencia, es cuando es realizada por un organismo vivo.

Bioluminescencia en el mar provocado por organismos microscópicos

Termoluminiscencia: la re-emisión de luz absorbida cuando una sustancia se calienta.

4.-TRIBOLUMINISCENCIA

Triboluminiscencia es la emisión de luz subsecuente a deformación o a fractura vía mecánica o térmica. El término procede del griego τριβείν tribo (frotar, maltratar) y del latín lumen (luz) , que quiere decir luz; triboluminiscencia será pues la luminiscencia que se produce al frotar ciertas sustancias. Por lo tanto, es la producción de luz cuando algo ha sido golpeado, rozado, triturado, etc

También conocido como fractoluminiscencia: vocablo utilizado solamente cuando se refiere a luz procedente de cristales fracturados. La triboluminiscencia difiere de la piezoluminiscencia en que un material piezoluminiscente no emite luz cuando se fractura: la emite únicamente cuando se deforma

Fractoluminiscencia y piezoluminiscencia son ejemplos de mecanoluminiscencia, que es la luminiscencia que resulta de cualquier acción mecánica sobre un sólido.

TRIBOLUMINISCENCIA DURANTE SISMOS

Se tiene información de que en días previos al gran terremoto y maremoto que destruyeron Lima y el Callao, la noche del 28 de octubre de 1746, se habían visto “grandes lenguas de fuego” en la isla San Lorenzo.

En la historia no tenemos informes de luminiscencia en el cielo, durante los terremotos de 1940, 1970 y 1974, por una simple razón: estos sismos sucedieron a plena luz del día, por lo cual serían imperceptibles a la vista.

Durante la ocurrencia del gran terremoto de Valdivia (Chile), del 22 de mayo de 1960, el más grande registrado hasta hoy (9,5Mw), se observaron luces en el cielo que fueron descritas como una “fosforescencias en el aire de un color azul-verdoso”, según indican el efecto parecía ser más brillante en el horizonte del sur y este, aunque en general, el cielo se vio completamente iluminado.

Este fenómeno causó la interrupción de las comunicaciones y cambios en la orientación de las brújulas según la descripción de un piloto que volaba por la zona (Pierre Saint-Amand, 1961). Este efecto, fue asociado a la alteración de ondas electromagnéticas.

Durante el terremoto en Ica, Perú, del 15 de agosto de 2007, los habitantes de Lima se sorprendieron por la aparición, durante la noche, de una luminosidad que parecía proceder del mar y que adoptó diferentes colores.

Otro ejemplo es Chile, San Francisco, China, Bolonia, Jamaica, Londres, Lisboa, Nápoles, Kyoto son ejemplos de zonas donde la presencia de luces en el cielo asombró no solamente a la población sino también a muchos científicos hasta el punto que en la actualidad aun existen   dudas respecto a su origen .

Este fenómeno ha sido presenciado antes, durante ó después de la mayoría de terremotos de gran magnitud, siempre y cuando se presenten las condiciones adecuadas para la generación de estas luces y así distinguirlas en el cielo.

La singularidad de estos terremotos es que todos parecen ocurrir en zonas de gran potencial sísmico debido a la presencia de diversos elementos sismogénicos como dorsales marinas, zonas de rifts, arcos de islas, islas volcánicas o en zonas de conjunción de placas. Sin embargo, y a pesar que es tema de muchas investigaciones aun no se tienen un consenso sobre su real origen.

5.-LUMINISCENCIAS EN TERREMOTOS Y SU RELACION CON LAS ZONAS DE RIFT

Un estudio y creación de un nuevo catálogo de luminiscencias ha determinado que en la mayoría de los casos están relacionados con zonas de Rift, dónde la tierra se separa. Este estudio ha sido el último en abordar estas enigmáticas luces, descritas por testigos visuales durante siglos que siguen hoy día sin una explicación científica completa.

Los autores sugieren que la fuerza de las rocas al chocar unas con otras durante el terremoto genera descargas eléctricas. Estas descargas ascienden por las fallas verticales o subverticales, habituales en zonas

de Rift. Al llegar a superficie se ponen en contacto con la atmósfera, produciendo una reacción que genera  luz.

El equipo de científicos decidió recoger todos los informes que pudieron encontrar, desde el año 1600 hasta hoy. Localizaron 27 terremotos localizados en América y 38 en Europa, en los que se observaron luminiscencias dignas de tener en cuenta, los cuáles aparecían recogidos a través de extrañas historias.

De los 65 terremotos estudiados, 56 se dieron en zonas de Rift activas. Y 63 de los 65 tuvieron lugar en zonas de ruptura de falla era casi vertical, al contrario que los ángulos más suaves relacionados a fallas mayores.

6.-TEORIAS QUE EXPLICAN EL POSIBLE ORIGEN DE LA LUMINISCENCIA

Durante estos años han surgido una gran de multitud de teorías para explicar la luminiscencia, pero ninguna se sostenía por sí sola:

La fricción en la falla calienta partículas o enciende gases en el cielo. Pero las cantidades de gas son mínimas.

Gas radón que se libera por la fracturación de granos minerales que ionizan el aire. El problema es que el gas tampoco es suficiente.

Minerales que responden a esfuerzos mecánicos generando luz o carga eléctrica. Tampoco es en suficiente cantidad para despedir luces.

Cristales de cuarzo que generan voltaje, pero las corrientes eléctricas resultantes se cancelan en las rocas.

Fluidos en movimiento en fracturas angostas que tienden a generar carga eléctrica, el problema es que la energía resultante es muy débil.

7.-HUECOS DE ELECTRÓN

Desde hace unos años, existe una teoría formulada por el físico-geólogo Friedemann Freund y explicada por Andrew Alden y que trata sobre los huecos d

"Si bien las rocas son aislantes, se ha demostrado en experimentos de laboratorio que éstas son buenas conductoras de electricidad en su superficie. Éste fenómeno fue descubierto por el físico mineralogista Friedemann Freund. Él se dio cuenta que los granos minerales en las rocas están llenos de imperfecciones, pues presentan átomos de oxígeno en estados imperfectamente ionizados, formando los llamados hoyos- p, los cuales llevan una carga similar a la de un electrón, pero opuesta (positiva). e electrón:

En pruebas de laboratorio se comprobó que en las rocas al aire libre, los hoyos-p tienden a moverse y fijarse en la superficie de éstas, generando conductividad. Ante la presencia de un esfuerzo, los hoyos-p se activan y pueden moverse a través de algunos tipos de rocas (ígneas y metamórficas).Durante un terremoto se puede liberar en la corteza una nube de hoyos- p debido al esfuerzo sísmico, los cuales ascienden a través de las rocas y se manifiestan surgiendo de la tierra como plasma en estado sólido, cuyos efectos incluyen luces de terremoto, emisiones infrarrojas detectadas del espacio, ruido de ondas de radio, perturbaciones en la alta atmósfera, e incluso comportamiento extraño de animales y hasta premoniciones humanas."

Esta es la última teoría convincente que ha salido para explicar este y otros fenómenos relacionados con el comportamiento de animales. 

8.-CONCLUSIONES

Existen numerosas teorías que tratan de explicar el fenómeno de luminiscencia en terremotos pero aun ninguna de ellas logra explicarlo de una manera completa a excepción de la teoría de “Huecos de electrón” que tiende a ser un poco más convincente.

Este fenómeno se da en grandes terremotos y es observable en oscuridad.

El fenómeno de luminiscencia se presencia antes durante y después de los terremotos

Estos fenómenos están relacionados con las zonas de rift.

9.-REFERENCIAS:

http:// www.meteorologiaenred.com/luminiscencias-en- terremotos-zonas-de-rift-y-alerta-temprana.html

http ://www.ecured.cu/index.php/ Luminiscencia#Luminiscencia_en_la_Naturaleza

http://es.wikipedia.org/wiki/Luminiscencia La luz sin llamas: breve historia de la

luminiscencia(primera parte)por Bruno Henríquez: http:// www.cubasolar.cu/biblioteca/energia/Energia14/HTML /articulo07.htm

ANDINA-AGENCIA PERUANA DE NOTICIAS

http ://www.andina.com.pe/agencia/noticia-instituto- radioastronomia-habria-logrado-primeras-predicciones-sismo-495859.aspx#. U31pC3YRbA5