Sismologia

Compreender a estrutura e a dinâmica da geosfera

Sismologia

Capítulo 3 Sismologia

3.1 Definição e causas

Teoria do ressalto elástico. Harry F. Reid, 1911



Deslocação da Falha
(~2.5m)
Linha da Falha

Sismo em São Francisco, EUA 1906
www.glyf.su.edu

Fig. 18.2



Falha
Ressalto elástico

Epicentro

Foco

Onda sísmica



Formação de um Tsunami

Adaptado de: Walker, B. (1990). Planeta terra: Os terramotos. Almada: Rosomnia Editores, B. p. 107



Propagação das ondas sísmicas
em meios de composição homogénea
Fr

en
t

e

de

b

on
da

a
Direcção de propagação da onda

Raio sísmico

a - amplitude
b – comprimento de onda

Frente de onda – superfície esférica definida pelo conjunto de partículas
na mesma fase do movimento ondulatório
Raio sísmico – direcção de propagação da onda sísmica
perpendicular à frente de onda

Propagação das ondas sísmicas
em meios de composição heterogénea - Terra
Fr

en
te

de

on

da


(a) Ondas Primárias

(b) Ondas Secundárias



Ondas sísmicas internas. Ondas com origem no
foco. Distinguem-se em ondas primárias ou ondas
P e ondas secundárias ou ondas S.

Ondas Primárias ou longitudinais.
Ondas com maior velocidade de
propagação, fazem vibrar as partículas
na mesma direcção da propagação da
onda. Comprimem e distendem as
partículas.
Propagam-se em todos os meios,
sólidos, líquidos e gasosos.
Velocidade média 6,5 Km/s
Ondas Secundárias ou Transversais.
Ondas de corte, fazem vibrar as
partículas perpendicularmente à direcção
de propagação da onda. Fazem vibrar as
partículas sem alterar o seu volume.
Propagam-se nos meios sólidos.

Direcção
de

propaga
ção da o
nd

a

Direcção
de propa
gação

da onda



Ondas Primárias ou longitudinais.
Ondas com maior velocidade de
propagação, fazem vibrar as partículas na
mesma direcção da propagação da onda.
Comprimem e distendem as partículas.


Representação num plano unidimensional

Deformação provocada pelas ondas P, de
compressão, nas partículas rochosas.

Representação num plano bidimensional




Representação num plano unidimensional

Ondas Secundárias ou Transversais.
Ondas de corte, fazem vibrar as
partículas perpendicularmente à direcção
de propagação da onda. Fazem vibrar as
partículas sem alterar o seu volume.
Deformação provocada pelas ondas S,
transversais ou de cisalhamento, nas
partículas rochosas.

Representação num plano bidimensional



Ondas sísmicas superficiais ou Longas. Ondas
formadas por interferência das ondas internas
quando atingem a superfície. Ondas de grande
amplitude, logo mais destrutivas. Distinguem-se em
ondas Love e ondas Rayleigh.
Ondas Rayleigh. Ondas transversais.
Aplicam às partículas movimentos
elípticos.
Propagam-se nos meios sólidos e
líquidos.



Ondas Love. Ondas transversais.
Aplicam movimentos de torsão às
partículas.
Propagam-se em meios sólidos.




Velocidade das ondas sísmicas internas.

Velocidade das ondas P

4
4
K + 0 ×0
K+ r
+
K 3
3
V pp =
Vp =
d
d dd

Velocidade das ondas s

0
r
VS = 0 Km / s
d

r – rigidez dos materiais
d – densidade dos materiais
K – incompressibilidade dos materiais, ou seja a resistência de
um corpo sólido à variação de volume em função da pressão.

Velocidade diminui na passagem de
meios sólidos para meios líquidos.

Velocidade anula-se na passagem de
meios sólidos para meios líquidos.


3.2 Detecção e registo de sismos

Sismógrafos e sismogramas

Sismógrafo

Sismograma




Sismógrafo

Minutos

Amplitude máxima

sismógrao

Intervalo S-P

Ondas superficiais



Determinação do epicentro de um sismo

Ondas sísmicas
Estação sismográfica


Epicentro
Foco


p. 183



Tempo decorrido após o início do sismo (minutos)


Sismograma
A

Sismograma
B

Sismograma
C
Ondas S

Ondas P

Distância epicentral (Km)



Intensidade e magnitude de um sismo

www.glyf.su.edu

Kobe, Japão 1995



Intensidade e magnitude de um sismo

Intensidade de um sismo depende da
profundidade focal e da distância
epicentral, da natureza do subsolo e da
quantidade de energia libertada no
foco.
Nigata, Japão 1964

www.glyf.su.edu

Liquefação do solo



Intensidade de um sismo

Escala Internacional ou de
Mercalli Modificada (MCS)
Escala qualitativa que avalia a
intensidade de um sismo em
função da percepção das
vibrações pela população e pelo
seu grau de destruição.
Giuseppe Mercalli 1902
Cancani
Sieberg 1912

Giuseppe Mercalli (1850-1914)




Escala de Mercalli Modificada (MMI)

Giuseppe Mercalli (1850-1914)




Mapa de isossistas representa
a intensidade atingida pelo
sismo em diferentes locais



Magnitude de um sismo

Minutos

Magnitude
de Richter

Amplitude máxima

Ondas superficiais

sismógrao

M = log

A
+Y
T

A = amplitude máxima
T = período
Y = factor de correcção

Charles Richter (1900-1985)

Cálculo da energia libertada no foco, expressa em Joules:

E= 10(2,4M-1,2)
p. 187




Charles Richter (1900-1985)



Magnitude

Energia libertada
(equivalente em quilogramas de explosivos)

Sismos

Energia

Relação entre Escala de Richter, o número de sismos por ano e a energia libertada durante um sismo.
www.glyf.su.edu


3.3 Os sismos e a tectónica de placas

Distribuição mundial da actividade sísmica, 19632000

Sismicidade
intraplaca

Sismicidade
interplaca

www.glyf.su.edu



Sismicidade interplaca

Zona de Benioff

www.glyf.su.edu

p. 190




www.glyf.su.edu

p. 190




www.usgs.org



Formação de Tsunami

Praia no Sri Lanka, 25/26 Dezembro de 2004
www.aksiyon.com.tr


3.4 Sismicidade em Portugal

Açores

Madeira



A prevenção do risco
sísmico pode ser efectuda
através da implementação
de redes de estações
sismográficas de
monitorização das
principais falhas
sismogenéticas

Carta Neotectónica e Rede sismográfica de Portugal continental



A Carta de isossistas de
intensidade máxima é um
importante instrumento na
gestão, planeamento e
ordenamento do território,
permitindo implementar
planos de acção e de
prioridade de ajuda.

Carta de isossistas de intensidade máxima
(Fonte: DGA, Atlas do Ambiente, 1996)


3.5 Minimização dos riscos sísmicos – previsão e prevenção

Educação da população em caso de sismo

Monitorização sismológica a laser
da falha Parkfield, Califórnia EUA

Edifício anti-sísmico, Nova Zelândia

Medidas de minimização de riscos
•
•
•
•
•
•
•

Identificação das zonas de risco e de de falhas activas.
Monitorização das principais falhas sismogenéticas.
Levantamento das edificações e avaliação do seu risco.
Elaboração de cartas de isossistas de intensidade máxima.
Reabilitação/substituição das edificações fragilizadas ou desprotegidas.
Aplicação das normas de construção anti-sísmica no parque a edificar e em edificação.
Elaboração de Planos de emergência e Educação da população.
p. 195


3.5 Minimização dos riscos sísmicos – previsão e prevenção
sharp-world.com

Construção anti-sísmica

www.jssi.or.jp

www.jssi.or.jp

Colômbia, América do Sul

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