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Ondas Sísmicas e Descontinuidades- Onda directa: É a onda inicial, comorigem no foco sísmico e que nãointerage com nenhuma...
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Ondas Sísmicas e DescontinuidadesAs ondas sísmicas são registadas nas estações sismográficas distantes do epicentro num e...
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  1. 1. Escola Secundária c/ 3º ciclo D. Manuel I Biologia – Geologia (10º ano)COMPREENDER A ESTRUTURA E A DINÂMICA DA GEOSFERA ONDAS SÍSMICAS E DESCONTINUIDADES by Ana Kastro
  2. 2. Ondas Sísmicas e Descontinuidades Quando um feixe luminoso passa de um meio (ar) para outro (água) pode sofrer dois fenómenos…  Reflexão  Refracção (mudança de trajectória) Com as ondas sísmicas ocorre um processo semelhante!!! by Ana Kastro
  3. 3. Ondas Sísmicas e DescontinuidadesAo passarem de um meio para outro com características físicas diferentes, as ondas sísmicas alteram a sua trajectória… à superfície de separação entre esses dois meios dá-se o nome de Descontinuidade! by Ana Kastro
  4. 4. Ondas Sísmicas e Descontinuidades Superfície de descontinuidade Superfície de descontinuidade by Ana Kastro
  5. 5. Ondas Sísmicas e DescontinuidadesSe a Terra fosse homogénea, todo o seu Mas tal não acontece … Como tal, a trajectória das interior era semelhante e, por isso, as ondas não segue uma recta. De vez em quando ondas sísmicas propagar-se-iam numa ocorrem mudanças de direcção devido à entrada trajectória rectilínea! num meio diferente! É por sofrerem sucessivas refracções que a trajectória das ondas sísmicas não é rectilínea mas sim curvilínea! by Ana Kastro
  6. 6. Ondas Sísmicas e Descontinuidades http://www.youtube.com/watch?v=MsOr-PuhvI8&feature=related1 – Como explicar a chegada de dois conjuntos de ondas sísmicas P-S à estação maisafastada do epicentro?Possivelmente o primeiro par de ondas P-S que foram registadas pelo simógrafo foram ondasque sofreram refracção (P’-S’), penetraram num meio diferente (de maior velocidade), voltarama ser refractadas e emergiram à superfície (estação C). O segundo par de ondas (mais lento e quechegou depois) eram ondas directas (P-S) que se propagaram sempre no mesmo meio - crusta! by Ana Kastro
  7. 7. Ondas Sísmicas e Descontinuidades2 – Por que motivo a estação A, mais próxima do epicentro, não recebeu dois pares deondas P-S?Essa estação recebeu apenas ondas directas (a propagação ocorreu sempre no mesmo meio, na crusta - não se deurefracção das ondas)3 – Comente a frase: “percorrer maior distância pode ser compensador”.A frase está correcta – basta que para tal se percorra essa maior distância a uma maiorvelocidade! Há ondas que percorrem o manto superior, no entanto a sua velocidade neste meioé muito maior pois este é mais denso e rígido! by Ana Kastro
  8. 8. Ondas Sísmicas e DescontinuidadesEm distâncias curtas, as ondas que viajam pela crusta são detectadasprimeiro do que as que percorrem o manto… A distâncias superioresisso já não se verifica! by Ana Kastro
  9. 9. Ondas Sísmicas e Descontinuidades As ondas registadas na estação A deslocaram-se a menor profundidade e a menor distância, deslocando-se as ondas registadas na estação C para mais longe e a maior profundidade. A explicação para as diferentes velocidades das ondas sísmicas deve-se, então, à Na estação A e B, próximas do epicentro, foram apenas profundidade, pois a velocidade registadas ondas directas, enquanto na estação C, mais afastada das ondas aumenta, neste caso, do epicentro, foram registadas ondas indirectas e, com a profundidade. posteriormente, ondas directas.As ondas P e S, chegadas em último lugar à estação C, embora tivessem vindo directamentedo epicentro até à estação C, propagaram-se a pequena profundidade, e, por isso, a baixavelocidade e constituem as chamadas ondas directas. As ondas P e S, registadas em primeirolugar, foram refractadas, pois encontraram materiais de composição diferente e chegaram, porisso, indirectamente à estação C. Estas ondas deslocaram-se a maior profundidade, adquiriramuma maior velocidade e são designadas ondas indirectas. by Ana Kastro
  10. 10. Ondas Sísmicas e Descontinuidades by Ana Kastro
  11. 11. Ondas Sísmicas e Descontinuidades Através de cálculos matemáticos, o mesmo investigador, Mohorovicic, chegou à conclusão que a mudança de propriedades do meio ocorria a uma profundidade de cerca de 5-10 Km na crusta oceânica e 35-70 km na crusta continental! Superfície que demarca a crusta do manto by Ana Kastro
  12. 12. Ondas Sísmicas e Descontinuidades- Onda directa: É a onda inicial, comorigem no foco sísmico e que nãointerage com nenhuma superfície dedescontinuidade, não sofrendo reflexõesnem refracções.- Onda reflectida: É uma nova onda quese propaga, a partir de uma superfície dedescontinuidade em sentido contrário eno mesmo meio em que a onda inicial seestava a propagar.- Onda refractada: É a onda transmitida,por uma superfície de descontinuidade,para o segundo meio, a maior parte dasvezes, com um ângulo diferente by Ana Kastro
  13. 13. Ondas Sísmicas e Descontinuidades Pela fórmula, podemos inferir que a velocidade das ondas sísmicas depende da densidade e também da rigidez do meio que estão a atravessar!QUANTO MAIOR FOR A DENSIDADE – MENOR SERÁ A VELOCIDADE DAS ONDASQUANTO MAIOR FOR A RIGIDEZ – MAIOR SERÁ A VELOCIDADE DAS ONDAS by Ana Kastro
  14. 14. Ondas Sísmicas e Descontinuidades Mohorovicic estimou uma velocidade de propagação de cerca de 6Km/s para as ondas P na crusta e de 7-8 km/s para as ondas P na zona do manto abaixo da crusta…! Por outro lado, a velocidade na crusta oceânica e continental das ondas P também varia (o material tem diferente rigidez e densidade…)… C. Oceânica = 7 km/s C. continental = 6 km/s Apesar de mais densa, é bem mais rígida que a continental… by Ana Kastro
  15. 15. Ondas Sísmicas e Descontinuidades 1 – Até aos 100km a velocidade das ondas sísmicas aumenta, mas entre os 100 km e os 200 km diminui, só começando a aumentar de forma mais significativa a partir dos 350 km … 2 –… 3 –… Até uma profundidade de 100km o peridotito encontra-se no estado sólido… A partir dessa profundidade, e até aos 350 km, mantém-se fundido e só a partir daí volta a estar sólido (certamente será uma zona novamente rígida devidos às altas pressões!)… 4 –… Entre os 100 e os 350 Km a velocidade das ondas sísmicas diminui pois o material que lá está é pouco rígido…! by Ana Kastro
  16. 16. Ondas Sísmicas e Descontinuidades Se ampliarmos a zona dos 100 aos 350 km de profundidade, verifica-se que as ondas sísmicas não apresentam um comportamento constante. A velocidade das ondas sísmicas aumenta com a profundidade, no entanto, entre os 100 e os 200 km de profundidade, a velocidade das ondas S e P diminui (a velocidade das ondas P diminui dos 8,5 ESTAS ZONA DE BAIXA VELOCIDADE NÃO ESTÁ BEM km/s para os 7,5 km/s), sem que as ondas S se anulem (prova que esta zona não é comletamente DEFINIDA EM TODOS OS LOCAIS DA TERRA E, POR líquida pois estas ondas não se propagam nesse tipo de meio. ISSO, NÃO MÉ CONSIDERADA UMA SUPERFÍCIE DE Esta diminuição da velocidade das ondas sísmicas é explicada por uma diminuição da DESCONTINUIDADE! ALGUNS INVESTIGADORES rigidez dos materiais, já que a composição do DEFENDEM AINDA QUE NÃO SE TRATA DE UMA manto superior não sofre alterações. desta zona, o que provocaCAMADArigidez. Esta zona é conhecida por zona de baixas a diminuição da CONTÍNUA…Supõe-se que existe um aumento da temperatura capaz de fundir alguns dos materiais constituintesvelocidades (a partir dos 100 km na litosfera oceânica e dos 200 km na litosfera oceânica) e permitiu a definição de uma zona conhecida por astenosfera. A litosfera corresponde à zona rígida, de maior velocidade das ondas sísmicas, e que se encontra colocada superiormente em relação à astenosfera. by Ana Kastro
  17. 17. Ondas Sísmicas e Descontinuidades ESTAS ZONA DE BAIXA VELOCIDADE NÃO ESTÁ BEM DEFINIDA EM TODOS OS LOCAIS DA TERRA E, POR ISSO, NÃO MÉ CONSIDERADA UMA SUPERFÍCIE DE DESCONTINUIDADE! ALGUNS INVESTIGADORES DEFENDEM AINDA QUE NÃO SE TRATA DE UMA CAMADA CONTÍNUA… by Ana Kastro
  18. 18. Ondas Sísmicas e DescontinuidadesA: Uma zona de baixa velocidade implica que nessa zona o meio se encontre numestado semi-fundido (as ondas P e S diminuem de velocidade nessas condições)…B: segundo a Teoria da Tectónica de placas, a litosfera (rígida) assentava numa zonasemi-fundida (astenosfera) onde ocorriam correntes de convecção, responsáveis pelosmovimentos das placas…C: A zona de baixas velocidades corresponde à astenosfera! by Ana Kastro
  19. 19. Ondas Sísmicas e Descontinuidades by Ana Kastro
  20. 20. Ondas Sísmicas e Descontinuidades 1 – De uma forma global, a velocidade das ondas aumenta até aos 3000 km. A partir daí há uma diminuição brusca na velocidade das ondas P e não há registo das S. Entre os 2900 km e os 5100 km, a velocidade aumenta lentamente, havendo uma subida mais acentuada a partir dos 5100 km. 2 – Possivelmente o meio será líquido (as ondas S não se propagam e as P, devido à menor rigidez, são mais lentas) 3 – A partir dos 3000 km as ondas S não se propagam (quando muito são reflectidas) e as ondas P sofrem desvios na trajectória (refracção) por estarem a entrar num meio diferente! 4 – Certamente passar-se-á para um meio novamente sólido/rígido! 5 – A velocidade das ondas depende do estado físico do meio logo estudando-as é possível determinar indirectamente como será o interior da geosfera by Ana Kastro
  21. 21. Ondas Sísmicas e Descontinuidades A análise da velocidade das ondas P permite-nos dizer que: • A velocidade das ondas P segue o mesmo padrão de comportamento das ondas S até aos 2900 km de profundidade. • Aos 2900 km de profundidade, as ondas P sofrem um brusco e grande decréscimo da velocidade, o que vem confirmar a hipótese da existência de um núcleo externo líquido, a esta profundidade. • Aos 5150 km de profundidade, a velocidade das ondas P sofre um acréscimo, o que significa que o material constituinte do núcleo interno se encontra no estado sólido, facto que fez aumentar a rigidez dos materiais e, por isso, a velocidade das ondas. by Ana Kastro
  22. 22. Ondas Sísmicas e Descontinuidades Beno Gutenberg (1889 -1960) Inge Lehmann (1888 -1992) http://www.youtube.com/watch?v=3xLiOFjem WQ&feature=player_embedded Superfície que demarca o núcleo externo do núcleo internoSuperfície que demarca o manto do núcleo externo by Ana Kastro
  23. 23. Ondas Sísmicas e Descontinuidades As ondas que percorrem trajectórias tangenciais ao núcleo emergem em locais da superfície cuja distância ao epicentro corresponde a um ângulo de 103º… Ao entrarem no núcleo são refractadas (ondas P) voltando a emergir a um ângulo superior a 143ºGutenberg descobriu ainda que para cada sismo existe umsector da superfície terrestre onde é impossível registarondas sísmicas directas, isto é, ondas com origem no foco eque atingem a superfície da geosfera sem sofrerem reflexões by Ana Kastronem refracções !
  24. 24. Ondas Sísmicas e Descontinuidades As ondas que percorrem trajectórias tangenciais ao núcleo emergem emlocais da superfície cuja distância ao epicentro corresponde a um ângulo de 103º… Ao entrarem no núcleo são refractadas (ondas P) voltando a emergir a um ângulo superior a 143º by Ana Kastro
  25. 25. Ondas Sísmicas e Descontinuidades Esta faixa da superfície terrestre, onde não sepropagam ondas sísmicas internas directas, designa-se As zonas de sombra sísmica, que variamzona de sombra sísmica. Gutenberg determinou que a com a localização do epicentro, ocorremdistância angular desta zona ao epicentro é constante, devido à refracção (mudança de situando-se entre os 103° e os 142° para as ondas P. direcção) das ondas P na chegada aoFazendo a conversão da distância angular em distância núcleo externo e na não propagação das quilométrica (1° = 111,25 km), sobre a superfícieterrestre, a zona de sombra situa-se entre os 11 459 km ondas S nessa zona! e os 15 798 km de distância do epicentro. by Ana Kastro
  26. 26. Ondas Sísmicas e Descontinuidades 103º - 143º silêncio sísmicoAs ondas S, a partir da descontinuidade de Gutenberg não se propagam e, por isso, todos os locais que se encontrem a uma distância epicentral superior ao ângulo de 103º não as by Ana Kastro irão receber!
  27. 27. Ondas Sísmicas e Descontinuidades by Ana Kastro
  28. 28. Ondas Sísmicas e DescontinuidadesAs ondas sísmicas são registadas nas estações sismográficas distantes do epicentro num espaço de tempo menor do que o esperado... Quanto maior é a distância epicentral, maior é a diferença entre o tempo de chegada das ondas sísmicas e o tempo esperado para a sua chegada. Quanto maior é a distância epicentral, mais profundamente as ondas sísmicas mergulham, e maior a sua velocidade. As ondas sísmicas propagam-se mais lentamente nas rochas mais quentes e menos rígidas, enquanto a sua velocidade aumenta com a rigidez. As ondas S não se propagam em meios de rigidez nula (meio líquido), enquanto que as ondas P diminuem a sua velocidade. A velocidade das ondas sísmicas diminui com o aumento da densidade. A velocidade das ondas sísmicas aumenta com a profundidade, pelo que a rigidez, com a profundidade, aumenta mais do que a densidade. As ondas sísmicas podem sofrer desvios, durante o seu percurso, o que revela a existência de meios de composição diferente, isto é, a Terra é heterogénea. Existem superfícies de descontinuidade reveladas pela modificação do comportamento das ondas sísmicas. Existem zonas de sombra sísmica que estão localizadas entre os graus 103º e 142º (ondas P) by Ana Kastro

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