Sismologia

Dados geofísicos sismologia

Sismologia
Estudo dos sismos e da estrutura da terra, a partir do comportamento das ondas sísmicas.

A Terra é um planeta geologicamente activo
Os sismos e os vulcões são testemunhos evidentes dessa actividade, sendo uns e outros resultantes de tensões internas e do geotermismo terrestre.

Que sabemos sobre a estrutura da Terra? Como se chegou a esse conhecimento?

O que é um Sismo?
Um sismo é um movimento vibratório brusco da superfície terrestre, a maior parte das vezes devido a uma súbita libertação de energia em zonas instáveis do interior da Terra.

Efeitos devastadores

Ao longo dos tempos geológicos, a terra tem estado sujeita a tensões responsáveis pela construção de cadeias montanhosas e pela deriva dos continentes.

Tectónica de placas e a deriva dos continentes...

Deriva dos continentes

Dinâmica da crosta

Zona de subducção

Zona de convergência

Tectónica de placas Placas divergentes Placas transformantes Placas convergentes

A crosta terrestre está continuamente a ser distorcida por forças que se geram no interior do globo. Essas forças podem ser:
Compressivas – os materiais são comprimidos uns contra os outros.
Distensivas – levam ao alongamento do material.
Cisalhamento – os materiais são submetidos a pressões que provocam movimentos horizontais, experimentando alongamento na direcção do movimento e estreitamento na direcção perpendicular ao alongamento.

Sob a acção dessas tensões as rochas deformam-se gradualmente e sofrem roturas.
distensivas
compressivas
cisalhamento

A rotura do material rochoso ocorre após terem sido ultrapassados os seus limites de resistência , provocando vibrações ou ondas sísmicas, que se propagam no interior da terra.

As citadas forças, actuando continuamente sobre as rochas, acumulam tensões que, em dado momento, ultrapassam o limite de resistência do material rochoso provocando a sua ruptura com enorme libertação de energia.

Um acidente tectónico em que a ruptura das rochas é acompanhada de deslocações dos blocos chama-se falha .

Uma vez formada, a falha pode permanecer activa, ou seja as tensões continuam a actuar, provocando periodicamente novos movimentos ao longo da falha e por isso novos sismos.

Causas dos sismos
Na maior parte dos casos os sismos são devidos a movimentos ao longo de falhas geológicas existentes entre as diferentes placas tectónicas que constituem a região superficial terrestre, as quais se movimentam entre si.

Os sismos naturais têm designações relacionadas com as causas que os provocam.
Sismos tectónicos
Sismos vulcânicos
Sismos de colapso

Sismos tectónicos
São devidos a movimentos tectónicos.
São a maioria.

13 de Janeiro 2001- El Salvador;

Sismos de colapso
São devidos a abatimentos em grutas e cavernas ou ao desprendimento de massas rochosas nas encostas das montanhas.

Sismos vulcânicos
São provocados por movimentos de massas magmáticas relacionados com fenómenos de vulcanismo.

Sismos tectónicos Falha normal Deslizamento esquerda Falha inversa Deslizamento direita

normal inversa

Um acidente tectónico em que a ruptura das rochas é acompanhada de deslocações dos blocos chama-se falha .
Uma vez formada, a falha pode permanecer activa , ou seja as tensões continuam a actuar, provocando periódicamente novos movimentos ao longo da falha e por isso novos sismos.

Sismos de colapso provocados por deslocamentos superficiais de terreno, abatimentos e escorregamentos

Sismos vulcânicos
A actividade vulcânica e os movimentos de material fundido em profundidade podem ser outras das causas dos sismos

A zona no interior da terra na qual se dá a libertação de energia designa-se por foco ou hipocentro.
Zona onde se origina a ruptura ou a deslocação das rochas.

O ponto à superfície da terra situado na vertical do foco é o epicentro e corresponde à zona onde o sismo é sentido com maior intensidade .

A libertação súbita de energia, lentamente acumulada no foco, traduz-se pela vibração das partículas rochosas que se transmite segundo superfícies concêntricas denominadas ondas sísmicas .

Frente de onda – separa uma região que experimenta uma perturbação sísmica de uma região que ainda a não experimentou.
Raio sísmico – qualquer trajectória perpendicular à frente de onda.

Ondas sísmicas
Ondas profundas
propagam-se no interior do Globo.
Ondas superficiais atingem a superfície.

Tipos de ondas
As ondas sísmicas classificam-se de acordo com o modo como as partículas oscilam em relação à direcção de propagação.

Ondas P
Primárias, de compressão, longitudinais ou volumétricas
A vibração das partículas é paralela à direcção de propagação.
A propagação produz-se por uma série de impulsos alternados de distensão e compressão através das rochas, havendo variações de volume do material.
Propagam-se em meios sólidos, líquidos e gasosos.

Ondas P e ondas S

Ondas S
Secundárias, transversais
As partículas vibram num plano perpendicular à direcção de propagação.
Provocam mudança da forma do material mas não do volume.
Propagam-se apenas nos meios sólidos

Ondas L
Ondas superficiais
Propagam-se ao longo da superfície do Globo e resultam de interferências de ondas do tipo P e S.
São as responsáveis pela maioria das destruições.

Ondas superficiais - L
Ondas Love (L) – as partículas vibram horizontalmente em ângulo recto com a direcção de propagação.
Ondas Rayleigh (R) – induzem um movimento elíptico das partículas, num plano perpendicular à direcção de propagação, provocando no solo ondulações semelhantes às ondas marinhas.

 Ondas P
 Ondas S
 Ondas Love
 Ondas Rayleigh

Tipos de ondas

Intensidade sísmica
Intensidade sísmica – parâmetro que avalia a qualidade dos estragos em pessoas, objectos e estruturas.
É avaliada através de uma escala de intensidades: Escala Internacional ou escala de Mercalli (1902) modificada (1956)-
É uma avaliação qualitativa ( qualidade dos estragos).

Isossistas Isossistas – linhas curvas que unem pontos onde o sismo se fez sentir com a mesma intensidade. Após a determinação da intensidade do sismo nos vários locais da região onde foi sentido e localizado o epicentro, pode-se obter uma carta de isossistas .

Carta de isossistas

As cartas de isossistas mostram a variação da intensidade sísmica ao longo de uma região.
Se as rochas atravessadas pelas ondas sísmicas fossem idênticas em todas as direcções, as isossistas teriam a forma de circunferências concêntricas, mas como o material atravessado tem diferentes propriedades, a propagação das ondas é influenciada e por isso as isossistas têm formas irregulares.

Magnitude
parâmetro utilizado na avaliação dos sismos relacionada com a quantidade de energia libertada no foco
(só cerca de 20 a 30% da energia é propagada sob a forma de ondas, a restante é dissipada sob a forma de calor).

Magnitude
O valor desta grandeza é deduzido a partir da medição da amplitude máxima das ondas registada no sismograma, utilizando um processo aperfeiçoado por Richter - escala de magnitudes de Richter
é uma escala quantitativa e logarítmica.

Amplitude

Comprimento de onda

Sismograma

Para cada sismo há apenas um valor de magnitude , que origina diferentes intensidades de acordo com a distância ao epicentro .

Amplitude (A) - distância máxima de afastamento de uma partícula em relação à sua posição de repouso.
Período (T) - tempo de uma oscilação completa.
Frequência ( F) - número de oscilações que ocorrem num determinado intervalo de tempo.

Determinação da magnitude de um sismo a partir do método gráfico:

Determinação da magnitude
Achar o intervalo de tempo que decorreu entre a chegada das ondas P e S (s-p). Assinalar esse valor na escala A;
Achar o valor da amplitude máxima registada no sismograma. Assinalar esse valor na escala C.
traçar uma linha que una os dois pontos assinalados nas escalas A e C, de modo a
interceptar a escala B.

Determinação do epicentro de um sismo
As ondas sísmicas propagam-se com diferentes velocidades, pelo que o seu registo em sismogramas não é simultâneo.

Método gráfico - Curvas hológrafas relacionam as distâncias com os tempos gastos em as percorrer

Método empírico:
D epic = ( S – P ) – 1 x 1000Km
válido para distâncias superiores a 1000Km

Determinação do epicentro Converter as distâncias obtidas para a escala do mapa e determinar o epicentro .

Distribuição geográfica dos sismos

Distribuição geográfica

PORTUGAL Region 2.4 Magnitude 2 kilometers Depth 38.809N 7.916W Location 2002 09 26 22:53:46.8 UTC Date-Time

Magnitudes of Significant Earthquakes
Date Time‡ Place Lat. Long. Fatalities M MX† (M reference)
January 23, 1556 Shensi, China 830,000 ~8
August 17, 1668 Anatolia, Turkey 8,000 ~8
November 1, 1755 10:16 Lisbon, Portugal 70,000 ~8.7
MI (Johnston, 1996)

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by guestdbe434 on Jan 18, 2008

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