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La tierra está hecha de enormes piezas móviles llamadas placas tectónicas que se empujan entre sí con gran fuerza. Cuando una placa de repente da paso a otra, ocurre un terremoto. Los terremotos afectan la biosfera, la capa de la superficie de la Tierra en la que puede existir vida. Esto incluye toda el agua en o cerca de la superficie de la Tierra, la hidrosfera. La gravedad de un terremoto aumenta a medida que aumenta su magnitud (su tamaño relativo medido por un sismógrafo) y disminuye a medida que aumenta la distancia desde la falla que lo causó.
Ondas sísmicas
La mayor parte de la destrucción de vidas humanas en un terremoto resulta del colapso de los edificios, que es causado, en el lenguaje de la física, por una combinación de ondas corporales y de superficie. Estas olas hacen que el suelo y los edificios que descansan sobre el suelo vibren de manera compleja. Las olas viajan a través de los cimientos de los edificios y luchan contra su inercia o resistencia al cambio. El estrés se coloca sobre paredes y juntas, lo que destruye los edificios que no han sido construidos para resistirlo.
Derrumbes
Los terremotos pueden causar varios tipos de deslizamientos de tierra. El tipo más común de deslizamiento de tierra inducido por un terremoto es una caída de rocas que ocurre en laderas empinadas. Las avalanchas de suelo pueden ocurrir en pendientes empinadas que generalmente son estables, pero donde el suelo es de grano fino y no se mantiene firmemente en su lugar. Los deslizamientos de tierra bajo el agua pueden ocurrir en deltas y pueden ser responsables de daños a las instalaciones portuarias, como sucedió en Seward, Alaska en 1964.
Licuefacción
Los suelos arenosos que normalmente son estables y de apoyo pueden mezclarse con agua durante un terremoto y convertirse en arena movediza, similar a lo que sucede cuando mueves los dedos de los pies en la arena cerca de la línea de flotación en la playa. El resultado es la licuefacción, que puede manifestarse de varias maneras. Una extensión lateral es el movimiento lateral de grandes áreas de suelo en una pendiente suave. El suelo puede moverse de 10 a 150 pies y puede ser destructivo para tuberías subterráneas. Una falla de flujo es una capa de material intacto que se eleva sobre una capa de suelo licuado, en tierra o bajo el agua. Moviéndose a decenas de millas por hora, las fallas de flujo pueden ser catastróficamente destructivas. El suelo que normalmente soporta un edificio u otra estructura experimenta pérdida de resistencia del rodamiento cuando se licúa, lo que permite que la estructura soportada se asiente y voltee. Se producen golpes de arena cuando la sacudida prolongada de los estratos licuados provoca la erupción del agua de la capa de arena.
Hidrosfera
Los terremotos pueden modificar el flujo de agua subterránea de los manantiales al causar la expansión y contracción del acuífero del cual fluye el manantial. El cambio puede ser temporal o permanente. Las fallas del terremoto también pueden dar como resultado canales de corriente compensados y estanques hundidos, agua que se acumula en la depresión a lo largo de una línea de falla de deslizamiento. Con mucho, el mayor efecto de los terremotos en la hidrosfera es el tsunami, que significa "ola de puerto" en japonés. Los tsunamis son el resultado de un cambio vertical repentino en el fondo del océano, generalmente donde se unen las placas tectónicas, que puede ser causado por un terremoto, un deslizamiento de tierra o un volcán. Se genera una pequeña ola, generalmente de unos pocos pies de altura. Sin embargo, a medida que la profundidad del agua disminuye cerca de la tierra, la altura de la ola aumenta muchas veces y es capaz de causar una destrucción masiva a cientos o miles de millas del sitio del terremoto. Una forma miniatura de tsunami que puede ocurrir en los lagos se llama seiche.
Accidentes geográficos
Los grandes terremotos pueden aumentar la altura de las montañas en cualquier lugar desde unas pocas pulgadas hasta unos pocos pies. Cuando un lado de una falla se mueve hacia arriba en relación con el otro lado de la falla, crea una cresta empinada llamada escarpa. A medida que ocurren terremotos repetidos a lo largo de una falla, la roca a lo largo de la falla se rompe y queda sujeta a la erosión que, con el tiempo, puede formar un valle en la zona de la falla. Una falla puede interferir con el movimiento del agua subterránea, elevando o bajando su nivel y haciendo que se formen estanques o manantiales. Una falla de deslizamiento en la superficie del suelo se muestra como una interrupción larga y poco profunda llamada pista de lunares.