Sismologia

DEFINIÇÃO E CAUSASPARÂMETROS DE CARACTERIZAÇÃO SÍSMICADETECÇÃO E REGISTOS DE SISMOSINTENSIDADE E MAGNITUDE DE UM SISMOOS SISMOS E A TECTÓNICA DE PLACASSISMICIDADE INTERPLACATSUNAMISSISMICIDADE EM PORTUGALPREVISÃO E PREVENÇÃOTERRAMOTO DE 1755

SISMOLOGIA

Definição e causas

Os sismos, ou tremores de terra são movimentos vibratórios com origem nas camadas superiores da Terra, provocados pela libertação de energia.

A maior parte dos sismos são tectónicos pois ocorrem nas zonas de fronteira entre placas tectónicas.

O movimento lento das placas tectónicas, afastamento ou colisão, permite que nas suas fronteiras enormes quantidades de energia se acumulem.


A teoria do ressalto elástico foi estabelecida por H. F. Reid com base em estudos geodésicos que realizou após o sismo de 1906 em São Francisco, Califórnia, de um e do outro lado do segmento da falha de Sto. André que sofreu rotura durante o sismo.

Ocorre uma movimentação brusca devido a tensões acumuladas. As rochas ressaltam elasticamente, libertando energia sob a forma de calor e de ondas elásticas, isto é, produz-se um sismo.


A única região da Terra onde se verificam estas condições é na litosfera e por isso só nela ocorrem os tremores de terra, particularmente onde as tensões estão concentradas junto das fronteiras das placas.


As tensões que se acumulam, na sequência dos movimentos tectónicos,

deformam os materiais rochosos no interior de Terra, enquanto a sua

elasticidade o permitir. Quando as rochas atingem o seu limite de

acumulação de energia, atingem , também, o seu limite de deformação

elástica.

Teoria do Ressalto Elástico

Quando o material terrestre é sujeito a um nível de tensão que ultrapassa o

seu limite elástico, verifica-se deformação permanente desse material. A

cedência pode ocorrer de um modo dúctil (induzindo dobramento do

material) ou por fractura frágil (provocando movimentação em falhas). (A segunda destas situações produz um sismo.)


Consequentemente, para provocar um sismo têm de estar

reunidas duas condições:

a) existir algum tipo de movimento diferencial no

material de modo a que a tensão se possa acumular e

ultrapassar o limite elástico do material;

b) o material tem de ceder por fractura frágil.


De acordo com a teoria do ressalto elástico, as forças tectónicas geradas

em profundidade produzem o deslocamento muito lento das rochas da

crosta em sentidos contrários de um do outro lado da falha, conduzindo à

deformação progressiva das rochas localizadas na área de movimentação

diferencial. À medida que a movimentação tectónica prossegue, a

deformação das rochas acentua-se e acumula-se energia potencial.


Se a tensão cisalhante atinge o valor crítico, ultrapassando o atrito

na zona da falha, dá-se uma movimentação brusca e as rochas em

ambos os lados da falha ressaltam elasticamente, libertando energia

sob a forma de calor e de ondas elásticas, isto é, produz-se um

sismo.

Os sismos podem ser precedidos e sucedidos por sismos menores, aos quais se

dá o nome de, respectivamente, abalos premonitórios e réplicas.

Falha activa é uma estrutura geológica que resulta da

fractura de rochas, com formação de blocos que se

deslocam uns em relação aos outros. A fronteira entre placas tectónicas é um exemplo de falha activa...

mas, durante um sismo, podem formar-se outros sistemas de falhas activas,

na sequência da energia libertada ao longo do plano de falha tectónico.

Outros exemplos: sismos vulcânicos.


Parâmetros de caracterização sísmica

O local do interior da geosfera onde ocorre a libertação da energia sísmica

designa-se foco ou hipocentro.

O local à superfície da Terra, situado na vertical do foco ou hipocentro,

chama-se epicentro.

A distância entre o foco e o epicentro designa-se profundidade focal.

As ondas sísmicas originam-se a partir da energia libertada no foco e que

se propaga em todas as direcções, fazendo vibrar as partículas rochosas.

A propagação das ondas sísmicas é tridimensional constituindo superfícies

esféricas definidas pelo conjunto de pontos na mesma fase do movimento

ondulatório e designam-se por frentes de onda.

As direcções de propagação da onda sísmica perpendiculares à frente de

onda tem o nome de raios sísmicos.


Na Terra, devido à sua composição heterogénea, o trajecto das ondas sísmicas é , regra geral, curvilíneo.

Ondas sísmicas:o Primárias ou P o Secundárias ou So Superficiais :

o ondas de Loveo Ondas de Rayleigh


Características das ondas sísmicas primárias ou P:• São ondas internas (com origem no foco e propagação em qualquer

direcção);• São as ondas sísmicas com maior velocidade de propagação, que

comprimem e distendem a matéria;• As partículas do meio vibram na mesma direcção de propagação da

onda, sendo por isso, também, designada por onda longitudinal.


O efeito da propagação das ondas P pode ser comparado às expansões e compressões sofridas pelos passageiros de um autocarro, quando viajam de pé, em resposta à sua aceleração ou desaceleração.

• Propagam-se em meios sólidos, líquidos e gasosos;• Ao atingirem a superfície terrestre, parte da sua energia pode ser

transmitida para a atmosfera, sob a forma de ondas sonoras (detectadas por humanos e outros animais);

• A velocidade de propagação diminui progressivamente na passagem de meios sólidos para líquidos, e destes para meios gasosos. (Num granito é de 5,5 km/s e na água 1,5 km/s).

• Incidem verticalmente nas estruturas, dado a vibração das partículas ser paralela à sua direcção de propagação, e atenuada pela massa das estruturas.


Características das ondas sísmicas secundárias ou S:

• São ondas internas (com origem no foco e propagam-se em qualquer direcção);

• São ondas sísmicas que deformam os materiais à sua passagem, sem alteração do seu volume, isto é, são ondas de corte;

• “Sacodem” a Terra e as construções de alto a baixo, como quem sacode um tapete;

• Utilizam muita energia nestes movimentos, deslocando-se com menor velocidade de que as ondas P;

• As partículas do meio vibram perpendicularmente à direcção de propagação da onda, sendo por isso, também designadas por onda transversal.

• Uma vez que incidem transversalmente nas estruturas, a sua acção sobre os edifícios é mais destruidora.


As ondas S só se propagam em meios sólidos. A sua velocidade é menor do que a das ondas P.

(Nos granitos é de cerca de 3km/s.)

http://www.ilustrados.com/publicaciones/multimedia/hu-63155.gif


A interacção das ondas P e S com a geosfera produzem:

Ondas de Love

Ondas de Rayleigh


Características das ondas sísmicas superficiais ou Love:

Não se propagam na água , tal como as S; Propagam-se horizontalmente, da direita para a esquerda,, segundo

movimentos de torção; As ondas de Love “atacam” preferencialmente os alicerces dos prédios. As partículas do meio vibram perpendicularmente à direcção de propagação

da onda.


Características das ondas sísmicas superficiais ou Rayleigh:

Propagam-se em meios sólidos e líquidos; As partículas do meio vibram perpendicularmente à direcção de propagação

da onda; As ondas de Rayleigh agitam o solo segundo uma trajectória elíptica,

semelhante às ondas do mar.


As ondas de Love e as de Rayleighsão ondas de grande amplitude e, também, designadas por ondas Longas ou L, facto que lhes confere elevada capacidade destrutiva.

Se o interior da Terra fosse homogéneo, a energia sísmica propagar-se-ia com a mesma velocidade em todas as direcções. Na geosfera, a velocidade de propagação das ondas sísmicas internas dependedas propriedades físicas das rochas que atravessam, tais como, a rigidez, densidade e incompressibilidade.

Rigidez - propriedade que confere à matéria uma forma definida.

Densidade - concentração de matéria num dado volume.

Incompressibilidade - avalia a resistência de um corpo sólido à variação de volume em função da pressão.

Detecção e registo de sismos

Os sismógrafos são aparelhos

de precisão que registam, em

sismogramas, a passagem das

ondas sísmicas.

Numa estação sismográfica existem, geralmente, três sismógrafos: um que

regista os movimentos verticais e outros dois que registam os movimentos

horizontais (um orientado na direcção N-S e outro na direcção E-W).


Um sismograma é constituído por rectas paralelas, na ausência de quaisquer vibrações. No entanto, a Terra é perturbada por microssismos, como consequência de fenómenos naturais ou resultantes da actividade humana. As primeiras ondas a serem registadas são as de maior velocidade, as ondas P; seguem-se as ondas S e, depois as ondas superficiais ou L.


A intensidade de um sismo depende (além de outros factores):

Profundidade do foco e da distância ao epicentro

Natureza do subsolo

Quantidade de energia libertada no foco

Intensidade e magnitude de um sismo

Para avaliar a intensidade de um sismo numa determinada área, utiliza-se a

ESCALA INTERNACIONAL ou de MERCALLI MODIFICADA. Esta Escala

é:

Qualitativa

Imprecisa

Graduada de I até XII.

Mercalli propôs, em 1902, uma escala de intensidade com 10 graus. A extensão a 12

graus foi proposta, mais tarde, por Cancani. Em 1912, Sieberg caracterizou de forma

exaustiva, cada um dos doze graus da escala. Actualmente, a escala é conhecida por

escala de Mercalli-Cancani-Sieberg (MCS ).


Versão simplificada da escala de Mercalli:

I - Não se sente.

II - Só é sentido por pessoas em descanso ou nos andares superiores de um prédio.

III - Só é sentido por pessoas dentro de casa. Candeeiros do tecto baloiçam. A vibração sentida é semelhante à provocada por um camião que passa.

IV - Vibração semelhante à provocada pela passagem de camiões pesados. Carros estacionados baloiçam. Objectos de loiça e janelas vibram. Objectos de cristal tilintam. Soalhos de madeira e vigas podem ranger.

V - Sente-se mesmo na rua. pode estimar-se a direcção das vibrações. Acordam pessoas que dormem. Agita líquidos em repouso, podendo mesmo entornar os copos cheios. Pequenos objectos são deslocados. As portas abrem-se e batem. Os relógios de pêndulo param ou aceleram.

VI - Sentido por toda a gente. Pessoas assustam-se e saem para rua. Torna-se difícil andar. Quadros caem das paredes. Móveis mexem-se ou caem. Caliça cai das paredes, azulejos racham. Pequenos sinos começam a tocar. Árvores e arbustos abanam.

VII - Difícil manter-se de pé. Mesmo os condutores de automóveis o sentem. Os objectos suspensos balançam. Móveis partem-se. Tijolos e azulejos mais frágeis partem-se. Chaminés mais frágeis desabam. Cai gesso das paredes, tijolos soltos, cornijas, pedras, telhas. Formam-se ondas nos lagos e tanques. As águas ficam sujas de lama. Criam-se declives e desníveis ao longo de areais e zonas de gravilha. Grandes sinos tocam. Valas de cimento ficam danificadas

VIII - A condução de automóveis é afectada. Construções são afectadas, algumas podem cair parcialmente. Queda dos estuques e de algumas paredes de tijolo. Chaminés torcem-se e caem, monumentos, torres, depósitos de água elevados caem igualmente. Estrutura das casas desloca-se ou chega mesmo a cair. Paredes soltas caem. Ramos das árvores partem-se. Temperatura e caudal da água das fontes e poços é alterada. Surgem brechas no solo em declives e na terra molhada.

IX - Pânico generalizado. Construção mais frágeis são destruídas. As construções normais são muito danificadas, algumas colapsam. Mesmo as construções mais sólidas são afectadas. Reservatórios de água danificados. Canalizações subterrâneas são afectadas. Brechas visíveis no solo. Nas zonas aluviais, areia e lama é ejectada.

X - A maior parte das construções é destruída juntamente com as fundações. Construções mais sólidas de madeira e pontes colapsam. Danos graves em barragens, diques e cais. Grandes deslocamentos de terra. Água de canais, rios, lagos é projectada. A areia e lama sofre grandes deslocações laterais nas praias e regiões planas. Carris de caminho de ferro são ligeiramente torcidos.

XI - Carris de caminho de ferro muito torcidos. Canalizações subterrâneas completamente destruídas.

XII - Danos quase totais. Grandes massas rochosas deslocadas. As linhas de nível são alteradas. Objectos são lançados ao ar.


Isossistas são linhas que unem os pontos onde a intensidade do sismo foi a mesma.


Quando numa zona há incerteza na intensidade do sismo, representa-se a isossista a tracejado. Por exemplo, zonas de baixa ou nula densidade populacional, como nos oceanos, onde não é possível a recolha de dados.


A Escala de Magnitude de Richter mede a quantidade de energia libertada no foco ou hipocentro.

A Escala de Richter é uma escala aberta, sem limite máximo e, poucos foram os sismos superiores a 9.


ESCALA de MERCALLI ESCALA de RICHTERAvalia a intensidade de um sismo através:. da percepção do sismo pela população.. do grau de destruição.

Avalia a magnitude de um sismo, através do cálculo da energia libertada no foco ou hipocentro.

Instrumentos de trabalho: inquéritos realizados às populações e registos descritivos do grau de destruição.

Instrumentos de trabalho: sismogramas

Fechada, com XII graus. AbertaQualitativa e Subjectiva Quantitativa e ObjectivaExprime-se em numeração romana

Exprime-se em numeração árabe

Os sismos e a tectónica de placas

A distribuição sísmica coincide com o limite das placas tectónicas.Estas são zonas geologicamente activas.

Os sismos e a tectónica de placas

O enquadramento tectónico dos sismos permite classificá-los em:

SISMOS INTERPLACA

SISMOS INTRAPLACA

Os sismos interplaca ocorrem nas zonas de fronteira de placa (maior

ocorrência nas zonas de colisão).

Os sismos intraplaca ocorrem no interior das placas tectónicas (consequência de falhas activas).

Sismicidade interplaca

Colisão entre uma placa oceânica e uma placa continental

. A placa oceânica , ao colidir com a placa continental, mergulha sob esta. É este arrastamento para o interior da geosfera que constitui o mecanismo gerador da maior parte dos sismos nestas zonas.

Colisão entre placas continentais

. Ex: A Índia ao colidir com a Ásia resultou na formação dos Himalaias (colisão entre as placas Eurasiática e Indo-Australiana ).


Colisão entre placas oceânicas

. Quando duas placas oceânicas colidem, a mais densa mergulha sob a de menor densidade, desenvolvendo tensões que podem desencadear sismos (Aleutas).

Afastamento de placas oceânicas

. A maior cadeia montanhosa da Terra encontra-se submersa. A tensão é forte pois é uma zona onde as placas oceânicas se separam (10% dos sismos têm esta origem).


Afastamento de placas continentais

. A placa que suporta o continente africano, ainda continua a dividir-se e o Rifte Valley Africano, exemplo desta divisão, é responsável pela sismicidade desta região.

Contacto com deslizamento entre duas placas

. A falha de Santo André, na Califórnia, marca a fronteira entre a Placa Pacífica e a placa Norte-Americana. Deslizam a uma velocidade de 3 a 6cm por ano e consequentemente, existe forte actividade sísmica na Califórnia e no México.

TSUNAMIS

Os tsunamis formam-se quando o fundo oceânico é deformado, na sequência da libertação de energia sísmica, deslocando verticalmente a coluna de água que repousa sobre ele(sismos interplaca)

SISMICIDADE EM PORTUGAL

Portugal Continental, tectonicamente, situa-se na Placa Euroasiática, limitada a sul pela Falha Açores-Gibraltar (corresponde à fronteira entre as placas Euroasiática e Africana ) e, a oeste, pela Dorsal Médio-Atlântica. O movimento das placas caracteriza-se pelo deslocamento para norte da Placa Africana e pelo movimento divergente na dorsal atlântica.

SISMICIDADE EM PORTUGAL

1 de Novembro de 1755 – sismo interplaca –Falha Açores-Gibraltar, a mais de 100km da costa, no Banco de Gorringe – hipotético epicentro.

28 de Fevereiro de 1969 – Lisboa, grau VIII, na Escala de intensidade de Mercalli – sismo interplaca.

23 de Abril de 1909, no continente, epicentro em Benavente, na falha do Vale Inferior do Tejo, magnitude 6,7 – sismo intraplaca.

Arquipélago da Madeira, sismicidade reduzida, com actividade sísmica na Placa Africana – a 25 de Novembro de 1942, grau VI na Escala de Mercalli.

Actividade sísmica e vulcânica dos Açores deve-se ao seu enquadramento tectónico – Falha da Glória, Rifte da Terceira, Dorsal Médio Atlântica, bem como ao sistema de fracturas associado.

PREVISÃO E PREVENÇÃO

Identificar zonas de maior risco Construir estruturas mais sólidas e anti-sísmicas Promover a educação da população Medidas de segurança Planos de emergência

O perigo da actividade sísmica depende da magnitude e da intensidade do sismo, assim como da densidade populacional da área em análise.

PREVISÃO E PREVENÇÃO

O Terramoto de 1755

O Terramoto de 1755

Actualmente, alguns estudos referem a Falha do Marquês de Pombal como zona provável do epicentro. Esta Falha situa-se a 100km a W do Cabo de São Vicente. O sismo ocorreu às 9h40m e às 10h00m, um enorme tsunami (cerca de 15m de altura), abateu-se sobre a zona ribeirinha de Lisboa, matando milhares de pessoas que aí tinham procurado refúgio, fugindo de uma cidade incendiada e em ruínas.

Este sismo foi sentido em Marrocos, onde houve também grandes derrocadas e muitas vítimas, provocando pequenos estragos no Norte de Portugal, no Sul de Espanha e na Argélia. Estendeu-se a França, Suiça, Itália, Alemanha e Madeira e Açores. A magnitude é estimada de 8,75.

O Terramoto de 1755

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