Tema ii isismologia1
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Tema ii isismologia1 Presentation Transcript

  • 1. A Sismologia é o ramo daGeofísica que estuda os sismos, assuas causas e os seus efeitos.SismologiaSismologiaEscola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 2. SumárioAula 21.01.2008Sismologia- O que são sismos?- Causas dos sismos- Sismos tectónicos, sismos vulcânicos e sismos de colapso.- Ondas SísmicasEscola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 3. A Terra é um planeta geologicamente activo. A actividade sísmica constituiuma prova evidente dessa actividade.¿O que é um sismo?Os sismos, tremores ou abalos de terra, são caracterizados pormovimentos vibratórios bruscos das camadas superiores da superfície terrestre,mais ou menos violentos, provocados por uma súbita libertação de energia emzonas instáveis do interior da Terra. A sua duração não ultrapassa alguns minutos ouaté segundos, sendo sempre um fenómeno breve e localizado.Sismo – Niigata - Japão (2004)Segundo estimativas,a Terra estremece cerca de 1milhãode vezes por ano.Alguns dessessismos são sentidos pela populaçãodesignando-se macrossismos.A maioria, porém,não causa danos significativos ousão mesmo imperceptíveis (apenasdetectados por sismógrafos)designando-se microssismos.Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 4. Maioria dos sismos ocorrem:-> Zona Circumpacífica – Anel de fogo do Pacífico-> Zona Cintura Mediterrânico-asiática-> Zona das Dorsais Médio-oceânicasEscola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 5. ¿Causas dos sismos ?Os mecanismos que originam um sismo são diversos e ocorrem naturalmente(sismos naturais), salvo em alguns casos, em que são provocados intencionalmente peloHomem, com fins científicos (sismos artificiais).Os sismos artificiais resultam da actividade humana, como, por exemplo, ossismos gerados por explosões em minas, pedreiras e ensaios nucleares.A maior parte do sismos naturais são devidos a movimentos ao longo defalhas existentes entre as diferentes placas tectónicas, ou no interior das placastectónicas – Sismos Tectónicos.A crusta terrestre estácontinuamente a ser distorcida porforças que se geram no interior doGlobo (forças compressivas,distensivas e de cisalhamento)Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 6. Sismos Vulcânicos – são provocados por fortes pressões que um vulcãoexperimenta antes de uma erupção, ou durante o movimento ascensional do magma atéà superfície.Mais raramente ocorremSismos de Colapso devido a abatimentosem grutas e cavernas ou aodesprendimento de massas rochosas (oumassas de gelo) nas encostas dasmontanhas.Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 7. Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 8. A superfície terrestre encontra-se divididaem placas rígidas e animadas de movimento (PlacasTectónicas ou Litósfericas).O movimento lento mas implacável dasplacas, umas em relação às outras, permite que nassuas fronteiras se acumulem grandes quantidades deenergia.Na sequência dos movimentos das placasoriginam-se tensões que vão deformando os materiaisrochosos do interior da Terra, enquanto a suaelasticidade o permitir.Se a determinada altura, a tensãoultrapassar a capacidade de resistência/deformaçãoelástica do material rochoso, ele acaba por fracturar(origina-se uma falha) e desloca-se, libertando-seinstantaneamente por Ressalto Elástico, parte daenergia acumulada, o que provoca um sismo.Após o sismo, devido a um alívio dastensões, o material deformado readquire o tamanho e aformas iniciais.A falha originada devido à actuação dasforças de tensão, pode permanecer activa (FalhaActiva), podendo originar novos sismos, por actuaçãocontinuada das tensões tectónicas.Ocorrência de Sismos Tectónicos - Teoria do Ressalto Elástico(Harry F. Reid, 1911)Ressalto elásticoEscola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 9. A teoria do ressalto elástico baseia-se nas mudanças de volume e de formada rocha quando sujeita a forças. Terminada a actuação dessas forças, o materialdeformado readquire o tamanho e a formas iniciais.Uma simples experiência com uma régua pode ajudar a compreender ateoria do ressalto elástico.Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 10. Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 11. Forças Tectónicas -> aumento de tensão -> materiais começam a deformar-se ->tensão continua a aumentar -> é ultrapassado o limite de resistência elástica dosmateriais -> material fractura -> blocos movimentam-se -> libertação súbita e localizadade energia por ressalto elástico -> alívio das tensões (rochas readquirem a sua forma).Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 12. A Falha de Santo André (SanAndreas Fault), na Califórnia – EUA, éconsiderada uma das mais activas do Globo.Nesta falha ocorrem cerca de 150 sismos porano. O deslocamento calculado por diferentesmétodos é de 4 a 6,5 cm por ano, ou seja, umdeslocamento acumulado de 1200 km em 30Ma.Falha de Santo André - EUAEscola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 13. A energia libertada propaga-se através de Ondas Sísmicas que, aoatingirem a superfície terrestre, transferem parte da sua energia aos materiais que aí seencontram, fazendo-os vibrar.Por vezes a libertação de energia é tal que se faz sentir em todo o planeta(Terramoto), sendo precedidos e sucedidos por sismos menores denominados,respectivamente, Abalos Premonitórios ou Preliminares (abalos que antecedem osismo principal, constituindo um alerta) e Réplicas (abalos de menor intensidade queocorrem após o sismo principal e que resultam do reajustamento do material rochoso.Podem prolongar-se por vários dias).Propagação da energia libertada – ondas sísmicasOndas sísmicasEscola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 14. Distância focalRessalto elásticoFalhaOs sismos podemser classificados de acordo com aprofundidade do foco, em:- Sismos Superficiais(foco entre o-100 km)- Sismos Intermédios(foco entre 100-300 km)- Sismos Profundos(foco entre 300 e 700 km)A zona localizada no interior da Terra onde ocorre a libertação da energiaacumulada devido à ruptura ou deslocação das rochas designa-se por Foco Sísmico ouHipocentro. O local à superfície da terra, situado na vertical do foco designa-se deEpicentro, sendo a zona onde o sismo é sentido em primeiro lugar e, em regra, com maiorintensidade. A distância entre o foco e o epicentro designa-se distância focal.A energia libertada no foco sísmico propaga-se, em todas as direcções e sentidossegundo superfícies esféricas (Ondas Sísmicas), obrigando as partículas que constituem osmateriais rochosos a vibrar sucessivamente, quer na vertical quer na horizontal, fazendotremer a terra.Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 15. As superfícies esféricas definidas pelo conjunto de pontos na mesma fase demovimento ondulatório designamos de Frente de Onda. Qualquer trajectória perpendicularà frente de onda designam-se de Raio Sísmico.0 Trajecto das ondassísmica é, em geral,curvilíneo.Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 16. Classificação dos sismos de acordo com a sua profundidade focal:Os epicentros dos sismos não sedistribuem uniformemente sobre a superfície da Terra,mas concentram-se principalmente ao longo de zonasde actividade sísmica inter-placas. Estima-se que maisde 95% da energia sísmica libertada anualmente tenhaorigem em sismos inter-placas.Todavia, mais de 1% da energia sísmicaglobal é libertada aquando da movimentação de falhaslocalizadas no interior das placas, isto é, em sismosintra-placas. Alguns destes sismos podem ser bastantedestruidores, como se verificou em eventos ocorridosnos Estados Unidos e na China.Sismos pouco profundos ou superficiais(profundidade focal inferior a 70km).• Sismos intermédios (profundidade focal entre70-300km).• Sismos profundos (focos localizados aprofundidades entre 300-700km).Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 17. SumárioAula 25.01.2008Sismologia- Ondas Sísmicas- Ondas de profundidade ou volume- ondas primárias ou ondas P- ondas secundárias ou ondas S- Ondas superficiais ou longas- Ondas de Love ou ondas L- Ondas de Rayleigh ou ondas R.Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 18. Caracterização das Ondas SísmicasDefinem-se 4 tipos de ondas sísmicas,Ondas de profundidade ou volume, têm origem no foco e propagam-seno interior da Terra em qualquer direcção.- Ondas P ou ondas primárias- Ondas S ou ondas secundáriasAs ondas de volume podem eventualmente atingir a superfície gerando ondas superficiais.Ondas superficiais ou longas- Ondas L ou ondas de Love- Ondas R ou ondas de RayleighAs ondas sísmicas são classificadas de acordo com o modo comoas partículas do solo oscilam em relação à direcção de propagação do raiosísmico.Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 19. Ondas de Profundidade ou Volume(Ondas P e ondas S)Ondas primárias ou ondas P – ondaslongitudinais:Ø São as ondas com maior velocidade de propagação,logo são as primeiras a chegar a qualquer a qualquerponto da superfície do globo ( ruídos );Ø São as ondas de menor amplitude;Ø Comprimem e distendem os materiais por onde passam(há portanto variações do volume do material);Ø São também denominadas de ondas longitudinais,visto que o material vibra no mesmo sentido depropagação da ondaØ Conseguem propagar-se através de meios líquidos,sólidos e gasosos, embora a sua velocidade depropagação diminua progressivamente na passagem demeios sólidos para líquidos, e destes para gasosos.Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 20. Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 21. Ondas de Profundidade ou Volume(Ondas P e ondas S)Ondas secundarias ou ondas S – ondastransversais:Ø As ondas S deslocam-se com velocidade inferior à dasondas P, pelo que são as segundas a chegar;Ø São as ondas de baixa amplitude, mas superior àdas ondas P;Ø Provocam mudança de forma dos materiais à suapassagem, mas não de volume. (“sacodem a Terra e asconstruções de alto a baixo, como quem sacode umtapete”)Ø São também denominadas de ondas transversais, vistoque o material vibra perpendicularmente à direcção depropagação destas ondas;Ø Apenas se conseguem propagar através de meiossólidos.Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 22. As ondas S provocam maiores danos nos edifícios que as ondas P porque,enquanto que, as ondas P incidem verticalmente nas estruturas (a sua acção vai seratenuada), as ondas S incidem transversalmente nas estruturas.Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 23. Ondas Superficiais ou longas(ondas L e ondas R)A interacção das ondas internas (ondas P e S) com a superfície da geosferapode originar ondas superficiais - Ondas de Love (ondas L) e Ondas de Rayleigh(ondas R).As ondas L e R propagam-se àsuperfície ou muito próxima dela, epossuem velocidades inferiores àsapresentadas pelas ondas P e S.As ondas superficiais são asresponsáveis pela maior parte dasdestruições quando ocorre um terramoto,visto que, são responsáveis pordeslocamentos mais pronunciados dosmateriais.As ondas L e R são ondas degrande amplitude.Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 24. Ondas de Love (ondas L): varrem a superfície terrestre, horizontalmente, dadireita para a esquerda, segundo movimentos de torsão. Atacam preferencialmente osalicerces dos prédios. Não se propagam na água.Ondas de Rayleigh (ondas R): agitam o solo segundo uma trajectória elípticaretrógrada, semelhante à das ondas do mar. Propagam-se tanto em meios sólidos comolíquidos.Ondas Superficiais ou longas(ondas L e ondas R)Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 25. Ondas de Rayleigh (ondas R)Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 26. As ondas de Rayleigh e as ondas de Love são ondas de grande amplitude, podendo,por isso, ser designadas de Ondas Longas ou L. Isto confere-lhes elevada capacidadedestrutiva.Velocidade de propagação das diferentes ondas sísmicasSe o interior da Terra fosse homogéneo, aenergia sísmica propagar-se-ia com a mesma velocidadeem todas as direcções. Tal não acontece, dependendo avelocidade de propagação das ondas sísmicas internas, daspropriedades das rochas que atravessam (da sua rigidez,densidade e incompressibilidade) .Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 27. A velocidade das ondas internas P (Vp) e S(Vs) calcula-se aplicando as seguintes fórmulas:Velocidade de propagação das diferentes ondas sísmicasA velocidade de propagação das ondas sísmicas variadirectamente com a rigidez dos materiais (quanto maior for a rigidez,maior é a velocidade de propagação e vice-versa), e inversamentecom a sua densidade (quanto maior for a densidade, menor é avelocidade de propagação e vice-versa). No caso das ondas P, avelocidade das ondas depende ainda, directamente, daincompressibilidade do meio em que se propagam.A rigidez de ummeio líquido é nula, logo:Compreende-seassim porque razão diminui avelocidade de propagaçãodas ondas P na passagem deum meio sólido para líquido, eporque razão não sepropagam as ondas S emmeios líquidos.As ondas superficiais (ondas de Love e de Rayleigh) propagam-se a umavelocidade aproximadamente constante.Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 28. esquematizando…Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 29. SumárioAula 28.01.2008Sismologia- Determinação do epicentro de um sismo com base em sismogramas e gráficos distância-tempo.- Intensidade e Magnitude de um sismo- Escala de Internacional ou de Mercalli modificada e Escala de Magnitude de Ritchter- Determinação da Magnitude de um SismoEscola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 30. Detecção e Registo de SismosOs movimentos do solo provocados pelas ondas sísmicas podem serdetectados e registados por aparelhos especializados – Sismógrafos. O registo sísmicoobtido constitui o Sismograma.Os sismógrafos estão adaptados ao registo dos movimentos verticais ehorizontais do solo. Numa estação sismográfica são utilizados geralmente trêssismógrafos: um que regista os movimentos verticais e outros dois que registam osmovimentos horizontais (um orientado na direcção N-S e outro na direcção E-O).Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 31. No ano 132, o chinês Chang Heng inventou oprimeiro sismógrafo ("O Sismoscóspio"). Este aparelhoconsistia numa bola de bronze sustentada por oito dragões que aseguravam com a boca. Quando ocorria um tremor de terra, pormenor que fosse, a boca do dragão abria e a bola caía na bocaaberta de um dos oitos sapos de metal que se encontrava embaixo. Era, deste modo, que os chineses determinavam adirecção de propagação do sismo.A partir desta invenção foram-se desenvolvendonovos inventos até chegar aos sismógrafos de hoje.Os sismógrafos são utilizados para medir asvibrações da terra e para definir se a camada e muito densa oupouco densa.Do Sismoscóspio aos sismógrafos digitais….Sismógrafo modernoSismógrafo digitalEscola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 32. Análise de um sismogramaNa ausência de quaisquer vibração, um sismograma deveria em teoria serconstituído por rectas paralelas. No entanto, face a algum ruído de fundo causado, porexemplo, pela agitação industrial, circulação de automóveis ou agitação natural(temporais oceânicos, pequenas derrocadas,…), as linhas obtidas no sismogramaapresentam algumas sinuosidades (registam algumas vibrações de pequena amplitude).Ruído de fundoIntervalo S-PEscola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 33. Como determinar o epicentro de um sismo com base nossismogramas e no gráfico tempo-distância 1/2A distância epicentral é adistância entre uma estação sísmica eo epicentro do sismo. Pode serexpressa tanto em quilómetros ao longoda superfície da Terra como peloângulo subentendido no centro daTerra. Os tempos de percurso dasondas S e P desde o local do sismo atéuma estação dependem da distânciaepicentral.Assim, determinando nosismograma a diferença de tempo entrea chegada das ondas P e das ondas S, épossível estimar a distância epicentral.D.E.= [(S-P)-1]x1000 Km (Fórmula empírica válida para DE superior 1000Km)Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 34. Como determinar o epicentro de um sismo com base nossismogramas e no gráfico tempo-distância 2/2Conhecendo os dados obtidos portrês estações sismográficas, basta traçar, com oauxílio de um compasso, três arcos decircunferência centrados nessas estações e cujosraios são as distâncias epicentrais respectivas,para determinar, pela sua intersecção, alocalização do epicentro.Geralmente, os arcos de círculo nãose intersectam exactamente num ponto. Talresulta, em parte, de erros observacionais, mastambém porque o conhecimento teórico dascurvas dos tempos de percurso das ondas S e P éimperfeito. No entanto, a razão principal resultado facto de as ondas sísmicas provirem do foco(hipocentro) e não do epicentro. A distância focaldo sismo, que pode atingir, para sismosprofundos, algumas centenas de quilómetros, éoutra causa de imprecisão.Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com
  • 35. Determinar a localização do epicentro de um sismoCombasenosregistossísmicosefectuadosemtrêsestaçõessismográficas,épossíveldeterminar,comalgumaexactidão,oepicentrodeumsismo.Escola Secundária Francisco Franco 2007/2008Prof. Luís Paulino http://geonovas.blogspot.com