TEMA III - Compreender a estrutura e a dinâmica da Terra
10. SISMOLOGIA
10.1.CONCEITOS BÁSICOS______________________________________________________________________________________
Os sismos correspondem a libertações de energia vindas do interior da Terra. São autênticas formas de "escape" da energia acumulada. Esta atividades da natureza mostram que a Terra é dinâmica.
Estas libertações de energia propagam-se através de ondas sísmicas que originam vibrações na litosfera. Muitos são de origem tectónica por movimento das placas que originam falhas (fraturas nas rochas com movimento). Muitas falhas estão inativas, tal como os vulcões, há muito tempo que não manifestam movimento e outras ativas.
fonte BBC
TEORIA DO RESSALTO ELÁSTICO
Teoria proposta pelo geólogo Henry Reid em 1911.
Quando o material rochoso fica sujeito a um nível de tensão que ultrapassa o seu limite elástico, dá-se a deformação das rochas. Se a deformação ocorrer lentamente dá-se uma dobra e se for rápido uma falha.
Para ocorrer um sismo é preciso que a tensão ultrapassa o limite elástico e que se gere uma falha.
A tensão causada pelas movimento das placas pode corresponder a movimentos de
década, anos ou milénios.
Esta teoria explica a formação de um sismo. Os movimentos
tectónicos geram tensões junto às rochas que envolvem e a falha e estas
deformam-se e acumula-se energia potencial. Quando a tensão que atua no plano de
falha vence o atrito entre os dois blocos de rocha divididos pela falha, estas
deslocam-se e libertam energia sob a forma de calor e ondas sísmicas, originando
o sismo.
http://w3.ualg.pt/~jdias/GEOLAMB/GA5_Sismos/52_Sismologia/5201_Ressalto.html
O local no interior onde o sismo tem origem é o HIPOCENTRO ou FOCO SÍSMICO. Na superfície e na vertical do hipocentro é o EPICENTRO (local onde à superfície o sismo é sentido com maior violência).
Os sismos têm várias origens, podem ser originados pelos movimentos das placas tectónicas, pelo vulcanismo, por colapso de estruturas geológicas ou pelo homem (sismicidade induzida).
Podem-se classificar relativamente à profundidade que se formam em: superficiais (menos de 70km), intermédios (entre 70 e 300 Km) e os profundos (maiores de 300 Km).
Designa-se TERRAMOTO ao sismo cujo epicentro ocorre em crosta continental e MAREMOTO ao sismo cujo epicentro se dá em crosta oceânica. No maremoto pode-se formar uma onda a que se dá o nome de TSUNAMI.
ONDAS SÍSMICAS______________________________________________________________________________________
As ondas sísmicas resultam da propagação da energia libertada pelo sismo. Desde a sua origem, hipocentro, propagam-se em todas as direções do espaço.
http://fisicamoderna.blog.uol.com.br/arch2010-01-10_2010-01-16.html
Existem dois tipo de ondas, as que se propagam no interior da Terra, Primárias (P) e Secundárias (S) designadas por ondas de volume e as que se propagam à superfície Lowe ou Love e Rayleigh designadas por ondas superficiais.
Ondas de volume
ONDA P ou PRIMÁRIA -São ondas que se propagam na mesma direção de propagação da onda. É uma onda que se desloca comprimindo e distendendo. São as que se deslocam a maiores velocidades e por isso as primeiras a chegar à superfície e daí o seu nome.
ONDAS S ou TRANSVERSAIS - São ondas que se deslocam na perpendicular da direção de propagação da onda. São ondas que deformam e distorcem os materiais por onde passam. Têm uma menor velocidade de propagação que as ondas P e por esse motivo chegam depois da P à superfície.
Ondas superficiais
Quando as ondas P se juntam com as S à superfície formam as ondas L e Reyleigh. São ondas que só se deslocam à superfície ou muito próximo e são as ondas mais destrutivas.
ONDA LOWE - LOVE ou L - deslocam-se na perpendicular à direção de propagação e paralelas à superfície.
ONDA de REYLEIGH - desloca-se de uma forma elíptica e no sentido contrário aos ponteiros do relógio.
Ondas S
Animação ondas P e Shttp://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visualizations/es1002/es1002page01.cfm?chapter_no=visualization
Os sismos são medidos pelos sismógrafos, e o registo deste aparelho chama-se sismograma.
Sismógrafo
DETERMINAÇÃO DO EPICENTRO
Para se determinar o epicentro de um sismo têm de se recorrer ao estudo de pelo menos três sismogramas correspondentes a 3 estações sismográficas.
Um sismograma permite-nos determina a magnitude do sismo no local da estação sismográfica, a chegada das ondas sísmicas e consequentemente o intervalo de tempo entre a chegada da onda P e da S. Este intervalo de tempo vai depender da distância epicentral.
Distância epicentral- é a distância entre o epicentro e a estação sísmica e determina-se pela diferença entre a chegada da onda P e onda S à estação sismográfica.
Existem tabelas para calcular a distância epicentral e também regras empíricas, como por exemplo:
D. E. (Km) = [(S-P)-1] x 1000, válida apenas para distâncias superiores a 1000km
Sabendo a distância epicentral das 3 estações, utilizando um compasso cujo o centro está no local da estação e o raio é a distância epicentral (em km), determina-se o epicentro do sismo.
http://w3.ualg.pt/~jdias/GEOLAMB/GA5_Sismos/52_Sismologia/5206_Localizacao.html
AVALIAÇÃO DOS SISMOS - Intensidade e Magnitude_______________________________________________________________
Intensidade- É o grau de destruição provocado pelo sismo.
A Intensidade é expressa em graus em escalas, sendo a mais conhecida a ESCALA DE MERCALLI MODIFICADA ou ESCALA INTERNACIONAL DE MERCALLI. Esta escala tem doze graus numerados em numeração romana.
Escala de
Mercalli Modificada (1956) — versão completa
Graus de intensidade sísmica
| I | Imperceptível | Não sentido. Efeitos marginais e de longo período no caso de grandes sismos. |
| II | Muito fraco | Sentido pelas pessoas em repouso nos andares elevados de edifícios ou favoravelmente colocadas. |
| III | Fraco | Sentido dentro de casa. Os objectos pendentes baloiçam. A vibração é semelhante à provocada pela passagem de veículos ligeiros. É possível estimar a duração mas pode não ser reconhecido como um sismo. |
| IV | Moderado | Os objectos suspensos baloiçam. A vibração é semelhante à provocada pela passagem de veículos pesados ou à sensação de pancada de uma bola pesada nas paredes. Carros estacionados balançam. Janelas, portas e loiças tremem. Os vidros e as loiças chocam e tilintam. Na parte superior deste grau as paredes e as estruturas de madeira rangem. |
| V | Forte | Sentido fora de casa; pode ser avaliada a direcção do movimento; as pessoas são acordadas; os líquidos oscilam e alguns extravasam; pequenos objectos em equilíbrio instável deslocam-se ou são derrubados. As portas oscilam, fecham-se ou abrem-se. Os estores e os quadros movem-se. Os pêndulos de relógio param ou iniciam ou alteram o seu estado de oscilação. |
| VI | Bastante forte | Sentido por todos. Muitos assustam-se e correm para a rua. As pessoas sentem falta de segurança. Os pratos, as loiças, os vidros das janelas, os copos partem-se. Objectos ornamentais e livros caem das prateleiras. Os quadros caem das paredes. As mobílias movem-se ou tombam. Os estuques fracos e alvenarias de qualidade inferior (tipo D) fendem. Pequenos sinos tocam (igrejas e escolas). As árvores e arbustos são visivelmente agitadas e ouve-se o respectivo ruído. |
| VII | Muito forte | É difícil permanecer em pé. É notado pelos condutores de automóveis. Objectos pendurados tremem. As mobílias partem. Verificam-se danos nas alvenarias de qualidade inferior (tipo D), incluindo fracturas. As chaminés fracas partem ao nível das coberturas. Queda de reboco, tijolos soltos, pedras, telhas, cornijas, parapeitos soltos e ornamentos arquitectónicos. Algumas fracturas nas alvenarias de qualidade intermédia (tipo C). Ondas nos tanques. Água turva com lodo. Pequenos desmoronamentos e abatimentos ao longo das margens de areia e de cascalho. Os grandes sinos tocam. Os diques de betão armado para irrigação são danificados. |
| VIII | Ruinoso | Afecta a condução dos automóveis. Danos nas alvenarias de qualidade intermédia (tipo C) com colapso parcial. Alguns danos na alvenaria de boa qualidade (tipo B) e nenhuns na alvenaria de qualidade superior (tipo A). Quedas de estuque e de algumas paredes de alvenaria. Torção e queda de chaminés, monumentos, torres e reservatórios elevados. As estruturas movem-se sobre as fundações, se não estão ligadas inferiormente. Os painéis soltos no enchimento de paredes são projectados. As estacarias enfraquecidas partem. Mudanças nos fluxos ou nas temperaturas das fontes e dos poços. Fracturas no chão húmido e nas vertentes escarpadas. |
| IX | Desastroso | Pânico geral. Alvenaria de qualidade inferior (tipo D) destruída; alvenaria de qualidade intermédia (tipo C) grandemente danificada, às vezes com completo colapso; as alvenarias de boa qualidade (tipo B) seriamente danificadas. Danos gerais nas fundações. As estruturas, quando não ligadas, deslocam-se das fundações. As estruturas são fortemente abanadas. Fracturas importantes no solo. Nos terrenos de aluvião dão-se ejecções de areia e lama; formam-se nascentes e crateras arenosas. |
| X | Destruidor | A maioria das alvenarias e das estruturas são destruídas com as suas fundações. Algumas estruturas de madeira bem construídas e pontes são destruídas. Danos sérios em barragens, diques e aterros. Grandes desmoronamentos de terrenos. As águas são arremessadas contra as muralhas que marginam os canais, rios e lagos; lodos são dispostos horizontalmente ao longo de praias e margens pouco inclinadas. Vias-férreas levemente deformadas. |
| XI | Catastrófico | Vias-férreas grandemente deformadas. Canalizações subterrâneas completamente avariadas. |
| XII | Cataclismo | Grandes massas rochosas deslocadas. Conformação topográfica distorcida. Objectos atirados ao ar. Jamais registado no período histórico. |
http://pt.wikipedia.org/wiki/Escala_de_Mercalli fonte CENTRO DE VULCANOLOGIA e AVALIAÇÃO DE RISCOS GEOLÓGICOS dos Açores
Depois de avaliados em diferentes locais a intensidade sísmica pode-se determinar a zona epicentral através da marcação num mapa dos graus e posterior ligação entre pontos de igual intensidade sísmica, originando as ISOSSISTAS.
http://www.earthquakescanada.nrcan.gc.ca/historic-historique/events/19351101-eng.php
Magnitude- É a energia libertada através das ondas sísmicas por um sismo e é expressa pela escalda de Richter.
Magnitude foi um termo introduzido pelo Charles Richter em 1935.
registo de um sismógrafo - determina-se o tempo de duração do sismo, as fases do sismo (premonitória, sismo principal e réplicas), calcula-se a distância epicentral, a amplitude e através de cálculos a magnitude.
Na escala de Ricther cada grau de magnitude é cerca de 30 vezes maior que o grau abaixo, é uma escala logarítmica. É medida a partir do sismograma através da amplitude máxima e da distância epicentral.
A escala de Richter e a de Mercalli nem sempre se podem correlacionar dado que a quantidade de destruição depende da construção e se os locais são mais ou menos habitados. Se o sismo ocorrer no deserto, pode ter uma grande magnitude, no entanto a destruição ser quase nula.
Animação http://www.pbs.org/wnet/savageearth/animations/earthquakes/index.html