Inge Lehmann: la pintora de las ondas P

En la ciencia existe un cierto machismo. Con esto no quiero decir que los hombres (e incluso mujeres) consideren a sus pares femeninos inferiores que ellos. Seguramente exista una minoría que así lo considere, porque, por desgracia, hay de todo en este mundo, pero con la afirmación con la que he decidido empezar esta entrada quiero ir por otra vía.

Cuando llegamos a la parte final de un libro o un artículo, nos encontraremos con un apartado que no puede faltar y que pase lo que pase va en último lugar: la bibliografía. Artículos, documentos, libros. Todos se aúnan para dar un modo de contrastar y agrandar el conocimiento del lector sobre los aspectos leídos con anterioridad, todos definidos con un protocolo que muchos reyes ya quisieran. Los autores primero, luego el título y por último editores, ciudad, año, etc.

Es el nombre donde me quiero centrar, donde la pérdida de identidad es completa. Los padres se sentirán orgullosos de ver su apellido seguido por la inicial del nombre de su vástago. Y es aquí donde comienzan los errores. Una letra que puede ser cualquier nombre. Una C de Carlos, Claudio, Charles, pero que pocas veces reconoceremos como Carla, Claudia o Carmen, por poner solo unos ejemplos. Salvo que conozcamos al autor o nos hayamos dirigido a la fuente original del artículo, en pocas ocasiones podremos saber la autoría femenina en el estudio.

Como homenaje a todas esas mujeres, quiero hablar sobre Inge Lehmann, tal vez la sismóloga más relevante de la historia y sobre la que el peso de un apellido sin nombre seguramente haya confundido a más de uno sobre su feminidad. Yo incluido.

Inga nació en Copenhague (Dinamarca) en 1888 en una familia académica desde su abuelo paterno, pasando por su padre, tías, hermanas y sobrinas, algo, que con un primer vistazo, contrasta con la sociedad existente en el viejo continente a finales del siglo XIX y principios del XX. Pero estamos en Dinamarca, uno de los países nórdicos que tanto se diferencian con sus hermanos del sur por su carácter progresista, algo que también se refleja en la educación que recibió Inga en sus primeros años, acudiendo a una academia donde niños y niñas estudiaban juntos, sin importar tampoco su condición social. Este ambiente de estudio fue lo que le sorprendió a Inga cuando estudio en Cambridge, donde su condición de mujer, en una sociedad machista, la procuró bastantes disgustos, pero que nunca acabó por mermar sus deseos de conocimiento.

En 1920 completó su grado de magisterii en matemáticas y ciencias físicas, y tres años después regresa a Dinamarca, tras una estancia en Alemania estudiando matemáticas, donde comenzará su carrera profesional que se alargaría las siguientes activas décadas.

Entró a formar parte de la red símica nacional, lo que le permitió acceder a la información de sismógrafos tanto de la zona continental como aquellos que estaban situados en Groenlandia, tierra perteneciente a Dinamarca. Cuando cuatro años después acudió a una conferencia internacional en Praga, Inga se dio cuenta de la heterogeneidad con la que se leían e interpretaban los sismogramas. Esto suponía que la realización de gráficas donde se enfrentaran el espacio y el tiempo que tardaban las ondas en viajar por el interior de la Tierra supusiera un gran desafío ante los dispares protocolos de lectura. La homogeneización de este proceso fue un paso clave para los descubrimientos que le seguirían.

Tras esta conferencia, Inga mantuvo correspondencia con el matemático británico Harold Jeffreys, con quien compartía sus ideas sobre las gráficas de tiempo y espacio, sobre todo las concernientes a las ondas P desarrolladas por los terremotos, las cuales, con las observaciones realizadas con registros de terremotos a lo largo de todo el planeta, tenían una zona de sombras, un arco marcado entre los 103º y 143º desde el epicentro del terremoto.

Esta diferenciación ya fue utilizada por Gutemberg, a principios del siglo XX, para determinar el radio de la Tierra, pero la investigación de Lehmann la llevó a desentrañar este misterio. Con los datos recogidos por sismógrafos extendidos a lo largo del continente europeo de un terremoto sucedido en Nueva Zelanda, Inga llegó a la conclusión de que el núcleo terrestre no se trataba de una sola capa sino que poseía una segunda capa interna. Este núcleo interno hacía que las ondas P se aceleraran y que además el núcleo externo se comportaba como una lente, provocando la difracción de las ondas al traspasar este límite tanto al llegar como al salir. Esto conseguía explicar esta zona de oscuridad en los registros sismográficos y permitió descubrir la forma del núcleo del planeta. Todo este estudio quedó publicado en el artículo “P´” (1936).

A pesar de este gran descubrimiento, la vida de Inga continuó dentro de su gran labor investigadora incluso cuando decidió jubilarse, momento en el que aumentó la cantidad de artículos científicos que pudo publicar.

Con el auge de los ensayos nucleares Lehmann encontró una oportunidad única para seguir estudiando las ondas P y S, al conocer con exactitud el epicentro de los movimientos sísmicos. Esto le llevó a observar una franja en el manto de baja velocidad, que se extiende entre los 100 y los 220 Km de profundidad, donde las ondas sufren un descenso de la velocidad y un rápido ascenso una vez traspasado su límite.

Tanto esta discontinuidad como la existente entre el núcleo interno y externo se conocen como discontinuidad de Lehmann en su honor.

Sus últimos años de vida no fuero para nada tranquilos. Hasta casi traspasar la barrera del siglo de vida, Inga continuó escribiendo artículos científicos y recibiendo homenajes de sus compañeros. Finalmente, en 1993, murió a los 104 años dejando tras de sí un legado magnifico y descubrimientos que supusieron un gran avance para la sismología.

El lugar del crimen: el donde y el cuánto de un terremoto.

Un terremoto se produce por la liberación instantánea de la tensión acumulada en una falla o varias fallas en un instante en forma de energía que se transforma en ondas que viajan por el terreno, donde las fallas, normalmente, están asociadas a límites de placas. Aunque no es necesario que suceda esto para que se registren ondas en los sismógrafos, ya que un gran desprendimiento de rocas o el movimiento conjunto de gente en un mismo lugar pueden generar ondas similares, es la causa habitual del movimiento del terreno en determinadas zonas del planeta. Sea cual sea el desencadenante de un terremoto, estos se registran y se miden.

A lo largo de un día se producen decenas de pequeños temblores, en un año son miles de los cuales, unos cuantos, sobrepasan la barrera psicológica de los 5 grados de magnitud. Pero de los terremotos nos interesa saber dos cosas: el donde y el cuanto,

Para determinar el dónde es necesario medir las ondas producidas y propagadas desde el punto de origen y el tiempo que tardan en llegar a los sismógrafos, los aparatos que registran las vibraciones del terreno.

Las ondas principales, y que tienen mayor difusión, son conocidas como P, de Primarias, y S, de Secundarias. Como su propio nombre indica, las P son las primeras ondas en llegar a los registros y se desplazan a lo largo de todo el planeta desde el foco del terremoto o hipocentro. Estas ondas se transmiten a una velocidad determinada por el material que atraviesan, por lo que en un granito se desplaza a 5000 m/s y en el agua a 1450 m/s.

Las ondas S son las segundas en llegar a los sismógrafos, debido a que su modo de transmisión por los materiales es diferente que las hace ser más lentas que las P a lo que hay que sumar que no pueden transmitirse por medios en estado líquido.

Estos aspecto particulares provocan que haya dos franjas terrestres donde no se registren las ondas P de un terremoto, debido a que el núcleo externo de la Tierra es líquido y por lo tanto las ondas P sufren un cambio en la velocidad y la inclinación cuando lo atraviesan, evitando dos zonas del planeta o zonas de sombra. Las ondas S al no poder atravesar el núcleo externo son paradas y acaban su recorrido en este punto.

Por lo tanto las ondas P alcanzan muchos más sismógrafos del mundo mientras que las S alcanzan algunos que si que registraron las ondas P, pero que nunca recibirán a su acompañante.

El tiempo es el segundo factor para determinar donde se produce. La diferencia entre la llegada de las P y las S establece un tiempo a partir del cual calcular una distancia debida a la diferencia de velocidades. Es similar al efecto que se produce entre el rayo y el trueno de una tormenta. Ambos se originan en el mismo punto y midiendo los segundos que transcurren desde la luz del rayo y el sonido del trueno, podemos determinar a qué distancia de nuestro punto de referencia se originó. Esto nos permite establecer una circunferencia con centro en el lugar donde hemos percibido los fenómenos y radio la distancia que hemos calculado con el tiempo de diferencia. En los puntos que conforman la circunferencia está el origen de la tormenta. Con los terremotos ocurre lo mismo.

Si tenemos la referencia de tres sismógrafos tendremos la posibilidad de dibujar tres circunferencias en un mapa. Estas circunferencias se entrecruzaran conteniendo las tres un único punto en común, el lugar donde se ha producido el terremoto.

Para determinar la magnitud, el cuanto, podemos tener un dato cualitativo y otro cuantitativo.

En cuanto a escalas cualitativas, las cuales miden como se sintió un temblor y sus efectos, la más famosa es la escala Mercalli. Esta escala mide un temblor con doce grados de magnitud, desde I, muy débil, a XII, catastrófico. Esta escala tiene en cuenta como lo sintió la gente y sus efectos en las construcciones, por lo que en un punto del planeta puede haberse estimado como IV mientras que en otro puede ser de VI debido a las diferencias en las construcciones y al modo de precepción de cada persona, aunque la cantidad de energía liberada en ambos temblores haya sido exactamente la misma.

Las escalas cuantitativas son las que dan un número que estima la cantidad de energía liberada, sin tener en cuenta ni la geología regional o los aspectos humanos. La más famosa, sobre todo por la difusión periodística, es la escala Richter, aunque no es la más correcta.

La escala Richter mide la intensidad de los terremotos con precisión hasta los 6,8 grados, unidades que aumentan de forma logarítmica y no lineal, lo que quiere decir que por cada unidad que aumenta la escala es 10 veces más potentes que la anterior. El hecho del límite de precisión se debe a los sismógrafos utilizados para plantear esta escala sísmica, los cuales no permitían medir magnitudes negativas, tienden a contener errores en magnitudes superiores a 6,8.

Por esa razón se desarrolló una nueva fórmula de medida, la escala de magnitud del momento, la cual engloba lo que ya medía la escala Richter con precisión y los terremotos de más de 6,8, lo que aumenta la precisión para el cálculo de la energía libera en terremotos como el de Sumatra en 2004 (9,3 o 260 millones de t de TNT) o el ocurrido en Valdivia (Chile) en 1960 (9,5 o 290 millones de t de TNT), el más grande registrado en la historia.

Sea como fuere determinado el donde y el cuanto, los terremotos nos dicen cada cierto tiempo que la Tierra está viva. Estos eventos imprevisibles no solo mueven la superficie del planeta sino que se convierten en herramientas para poder estudiar como es el interior del planeta y las heterogeneidades que lo caracteriza.