Un modo de onda sísmica que queda confinado cerca de la superficie libre de la Tierra y que disminuye con la profundidad, incluyendo ondas Rayleigh (movimiento elíptico de partículas en un plano vertical) y ondas Love (cizalla transversal horizontal), a menudo dispersivas y dominantes en períodos largos.

Principio

Las ondas de superficie resultan de la interferencia y el refuerzo constructivo de la energía de ondas de volumen cerca de una superficie libre; su propagación está controlada por el estratificado cercano a la superficie y los contrastes elásticos, produciendo dispersión (velocidad dependiente de la frecuencia) y amplitudes dependientes de la profundidad.

Demostración

Un terremoto lejano y grande genera ondas de superficie de largo período registradas en todo el mundo que causan oscilaciones prolongadas de edificios; la dispersión de estas ondas se utiliza para invertir y obtener perfiles de velocidad de cizalla de la corteza y el manto superior.

Aplicación incorrecta

Atribuir la amplificación o resonancia local únicamente a las ondas de superficie sin tener en cuenta la geometría del depósito, la topografía o el acoplamiento suelo‑estructura puede inducir a errores en las estrategias de mitigación.

Consecuencia

Cuando se identifican correctamente, las ondas de superficie proporcionan potentes restricciones sobre la velocidad de cizalla superficial, permiten analizar efectos de cuencas y sitio, y explican gran parte del movimiento prolongado y de alta amplitud que causa daños estructurales.

Inversión

Invertir el concepto trata el movimiento prolongado del terreno como dominado por ondas de volumen o por fuentes locales en lugar de por modos atrapados en la superficie; esto subestima el papel de la dispersión y de la estructura superficial en el movimiento observado de largo período.

Límite

Incluye los modos de superficie Rayleigh y Love y otros modos guiados cercanos a la superficie; excluye fases P y S de volumen, las ondas gravitacionales oceánicas (tsunamis) y las ondas acústicas en el aire. Las aproximaciones de onda de superficie fallan a longitudes de onda comparables al radio terrestre, donde importan los efectos esféricos.

Tensión semántica

Onda de superficie vs onda de volumen: las primeras están confinadas a capas superficiales con fuerte dispersión y sensibilidad al sitio, mientras que las de volumen muestrean estructuras más profundas con distinta resolución temporal. Confundirlas conduce a atribuciones erróneas sobre la profundidad de las estructuras.

Síntesis

Las ondas de superficie son modos sísmicos dispersivos, cercanos a la superficie, generados por la interacción de la energía de ondas de volumen con la superficie libre; su dispersión y patrones de amplitud diagnostican la estructura de capas someras y son esenciales en el estudio del movimiento del suelo y la imagen de la zona cercana a la superficie.