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Sismologia Sismos Resultam da libertação súbita de energia no interior da Terra. Origem antrópica ou artificial: explosões, enchimento de albufeiras, etc. Origem natural: abatimento (colapso) de cavidades ou grutas; vulcânicos (associados ao movimento de magma a ascender) e tectónicos (movimentos ao longo de falhas). Sismologia Sismos A maioria dos sismos tem origem tectónica. A sua origem pode ser explicada pela teoria do ressalto elástico. As rochas acumulam tensões/energia e sofrem deformação elástica. Quanto atingem o limite de elasticidade ocorre uma rutura, com movimento dos blocos e libertação de energia. Os sismos que antecedem o sismo principal são os abalos premonitórios e os que ocorrem posteriormente são as réplicas. Sismologia Sismos Hipocentro ou foco (1): local do interior da Terra onde se gera o sismo. Epicentro (2): local à superfície mais perto do hipocentro. Ondas sísmicas (3): propagam-se em todas as direções e separam os materiais que estão a sofrer deformação dos materiais não deformados. Sismologia 2 1 3 Sismos Quando os sismos se geram no fundo marinho, em resultado de movimentos que alteram o relevo submarino, podem gerar-se tsunamis. Estas ondas gigantes apresentam elevado poder destruidor devido à elevada velocidade e amplitude das suas ondas. Sismologia Direção das ondas sísmicas Vibração das partículas do solo Tipos de ondas Ondas P (longitudinais ou primarias) Sismologia Ondas de volume; Primeiras a serem registadas, uma vez que são as mais rápidas; Provocam a compressão e a distensão dos materiais, paralelamente à direção de propagação; Propagam-se nos meios sólidos, líquidos e gasosos; A sua velocidade aumenta com a rigidez. Direção das ondas sísmicas Vibração das partículas do solo Sismologia Ondas S (transversais ou secundárias) Ondas de volume; Segundas a serem registadas; Provocam a vibração das partículas perpendicularmente à direção de propagação; Só se propagam em meios sólidos; A sua velocidade aumenta com a rigidez. Tipos de ondas Sismologia Ondas L (superficiais) Tipos de ondas Propagam-se apenas na superfície da Terra; São as mais lentas e as últimas a serem registadas; Provocam deformação intensa dos materiais, devido à sua elevada amplitude, sendo as mais destrutivas. Direção das ondas sísmicas Vibração das partículas do solo Registo sísmico Sismógrafo: instrumento que regista os movimentos da superfície terrestre. Sismologia Suporte Cilindro Peso Estilete Mola Suporte Cilindro Peso Estilete Mola Registo sísmico Sismograma: registo efetuado pelo sismógrafo. Sismologia Registo sísmico Sismograma: registo efetuado pelo sismógrafo. Permite determinar o desfasamento de chegada das ondas P e S (intervalo S-P). Sismologia Registo sísmico Sismograma: registo efetuado pelo sismógrafo. Com base no desfasamento, é possível determinar a distância epicentral. Usando três estações sísmicas, consegue-se determinar graficamente o epicentro. Sismologia Escalas sísmicas Intensidade: mede os efeitos de um sismo nas infraestruturas. O mesmo sismo possui várias intensidades. Depende da energia libertada, do tipo de substrato e de ocupação antrópica. Tende a ser maior na região epicentral. Pode ser medida na escala de Mercalli modificada. Magnitude: mede a energia libertada num sismo. Cada abalo só possui um valor de magnitude. Pode ser medida na escala de Richter. Sismologia I I a II III a IV IV a VI VI a VII VIII a X X ou superior 1,0 – 1,9 2,0 – 2,9 3,0 – 3,9 4,0 – 4,9 5,0 – 5,9 6,0 – 6,9 8,0 – 8,9 7,0 – 7,9 9,0 e superior Intensidade Magnitude Escalas sísmicas Intensidade: Quando o substrato é formado por sedimentos soltos, em especial os saturados em água, pode ocorrer a liquefação dos materiais, aumentando a destruição associada ao sismos. Sismologia Escalas sísmicas Sismologia Sismos com maior magnitude Magnitude 9,5: Bio-Bio, Chile, 1960 Magnitude 9,2: Sul do Alasca, 1964 Magnitude 9,1: Ilha de Sumatra, Indonésia, 2004 Magnitude 9,1: Japão, 2011 Magnitude 9,0: Kameatka, Rússia, 1952 Sismos e tectónica Sismos intraplaca: ocorrem no interior da placa e não estão associados aos limites tectónicos. Sismos interplaca: ocorrem associados aos limites tectónicos. São os mais comuns. Sismologia Sismos superficiais (0-70 km) Sismos intermédios (70-300 km) Sismos profundos (> 300 km) Sismos e tectónica Sismos interplaca: ocorrem associados aos limites tectónicos. São os mais comuns. Sismologia Placa Norte-Americana Placa Sul-Americana Placa das Caraíbas Placa do Pacífico Placa das Filipinas Placa Eurasiática Placa Africana Placa Antártica Placa Indo-Australiana Cintura Eurasiática Cintura Afroasiática Cintura Circumpacífica Limites das placas tectónicas Sismicidade em Portugal Os sismos que ocorrem nos Açores estão associados a limites divergentes (sismos interplaca). Na região sul de Portugal Continental, os sismos podem estar associados ao limite entre a placa Africana e a Eurasiática. Os sismos que ocorrem em Portugal Continental e na região do arquipélago da Madeira são intraplaca. Sismologia O sismo de 1755, pode ter sido originado num limite tectónico e causou intensa destruição em Lisboa, Alentejo e Algarve. A ocorrência de diversos tsunamis em Portugal demonstra que a nossa costa é muito vulnerável, existindo planos de evacuação em alguns concelhos. Previsão do risco sísmico Depende da monitorização em tempo real da atividade sísmica, em especial a atividade associada às falhas mais ativas, perto de regiões densamente habitadas e capazes de gerar os sismos mais destrutivos. Sismologia A falha de San Andreas atravessa zonas urbanas com milhões de pessoas, sendo das mais estudas a nível global. Previsão do risco sísmico Depende da monitorização em tempo real da atividade sísmica, em especial a atividade associada às falhas mais ativas, perto de regiões densamente habitadas e capazes de gerar os sismos mais destrutivos. Estudo dos sismos históricos, de forma a elaborar cartas de isossistas de intensidade máxima. Sismologia Estudo dos efeitos do sismo de 1906 gerado na falha de San Andreas. Carta de isossistas de intensidade máxima de Portugal continental. Prevenção do risco sísmico Determinação do risco sísmico; Elaboração de planos para atuação em situações de emergência; Ordenamento do território tendo em conta o risco sísmico e a construção recorrendo a técnicas antissísmicas; Sismologia As construções em alvenaria foram responsáveis pela elevada destruição do sismo de Aquila (Itália). Estrutura convencional Abalo forte Estrutura com isolamento sísmico Deslizamento horizontal suave Determinação do risco sísmico; Elaboração de planos para atuação em situações de emergência; Ordenamento do território tendo em conta o risco sísmico e a construção recorrendo a técnicas antissísmicas; Educação das populações para atuarem de forma adequada perante um sismo ou um tsunami. Sismologia Prevenção do risco sísmico Ondas sísmicas e o estudo do interior da Terra O registo das ondas sísmicas permite inferir que o interior da Terra não é homogéneo. Sismologia Núcleo Descontinuidade de Gutenberg Manto Hipocentro Zona de sombra das ondas P Ondas sísmicas e o estudo do interior da Terra O registo das ondas sísmicas permite inferior que o interior da Terra não é homogéneo. Ao passarem para meios com diferentes propriedades físico-químicas, as ondas sofrem reflexões e refrações. Sismologia Ondas sísmicas e o estudo do interior da Terra Sismologia Descontinuidade de Mohorovicic (Moho) Separa a crusta do manto; Foi descoberta por Mohorovicic, quando constatou que as estações sísmicas mais afastadas do epicentro recebiam dois conjuntos de ondas P e S. O primeiro conjunto mais rápido atravessava o manto e aumentava a sua velocidade; o segundo conjunto propagava-se apenas na crusta, a velocidades menores. As rochas do manto possuem maior rigidez que as da crusta, em resultado das elevadas pressões a que estão sujeitas e à sua composição peridotíticas. Manto superiorCrusta Descontinuidade de Moho Ondas sísmicas e o estudo do interior da Terra Sismologia Núcleo externo Manto inferior Descontinuidade de Gutenberg Descontinuidade de Gutenberg Separa o manto do núcleo externo. Ondas sísmicas e o estudo do interior da Terra Descontinuidade de Gutenberg Separa o manto do núcleo externo. Foi descoberta por Gutenberg, ao identificar as zonas de sombra sísmica originadas pelo facto de o núcleo externo se encontrar liquido. As ondas S deixam de se propagar abaixo dos 2900 km, com uma zona de sombra sísmica dos 102 ° aos 180 ° de distância epicentral). As ondas P sofrem reflexões e refrações, originando uma zona de sombra sísmica entre os 102 ° e os 142 ° de distância epicentral. Sismologia Núcleo Descontinuidade de Gutenberg Manto Hipocentro Zona de sombra das ondas P Ondas sísmicas e o estudo do interior da Terra Sismologia Núcleo externo Núcleo interno Descontinuidade de Lehmann Descontinuidade de Lehmann Separa o núcleo externo do núcleo interno. Descoberta pela cientista Lehmann, ao verificar que ondas P eram refletidas ao passarem para o núcleo interno e que a sua velocidade aumentava.