O documento descreve as causas e características dos sismos. Os sismos ocorrem devido à libertação súbita de energia no interior da Terra, provocando ondas sísmicas. Estas propagam-se em diferentes tipos dependendo do modo como as partículas oscilam, incluindo ondas P, S e de superfície como as ondas de Rayleigh e Love.

1. SISMOLOGIA
MARGARIDA BARBOSA TEIXEIRA

2. Causas dos sismos
2
Sismos são movimentos vibratórios
bruscos das camadas superiores da
superfície terrestre, mais ou menos
violentos, devido à propagação de
ondas elásticas provocados por uma
súbita libertação de energia em zonas
instáveis do interior da Terra.
Causas dos sismos
Naturais – Tectónicos,
Vulcânicos,
De colapso (ex. nos desabamentos de terras e
desmoronamentos em grutas ou minas).
Artificiais – Explosões em minas ou pedreiras,
Ensaios nucleares,
Escavações em minas,
Enchimento ou esvaziamento de barragens.

3. Sismos tectónicos
3
Os sismos tectónicos são devidos à ação de fortes tensões tectónicas
(forças compressivas, distensivas e de cisalhamento)que se geram no
interior da geosfera, fundamentalmente nos limites de placas litosféricas,
devido ao movimento das placas.

4. Teoria do ressalto elástico
4
Deformação
e
Acumulação de
energia
Deslocamento
e
Libertação de
energia

5. Teoria do ressalto elástico
5
Deformação Deslocamento
e e Falha ativa
Acumulação de energia Libertação de energia

6. Teoria do ressalto elástico
6

7. Teoria do ressalto elástico
7
As forças tectónicas geradas em profundidade
originam tensões que vão provocando o
deslocamento muito lento das rochas em sentidos
contrários conduzindo à deformação do material
rochoso e à acumulação de energia.
Se a determinada altura, a tensão ultrapassar o
limite de elasticidade (a capacidade de
resistência/deformação elástica) do material
rochoso, ele acaba por fraturar (origina-se uma
falha) e, por ressalto elástico, os blocos
deslocam-se, libertando-se instantaneamente
parte da energia acumulada, sob a forma de calor
e de ondas sísmicas.

8. Teoria do ressalto elástico
8
As ondas deslocam-se em todas as direções pelo
interior do planeta;
Quando atingem a superfície terrestre,
transferem parte da sua energia aos materiais que
aí encontram, sacudindo-os e consequentemente
causando destruição.
Após o sismo, devido a um alívio das tensões, o
material deformado readquire o tamanho e a forma
iniciais. A falha originada devido à atuação das
forças de tensão, pode permanecer ativa (falha
ativa), podendo originar novos sismos, por atuação
continuada das tensões tectónicas.

9. Réplicas e Abalos premonitórios
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Por vezes os abalos sísmicos são
precedidos por sismos menores sucedidos por sismos menores
Abalos premonitórios ou Réplicas
preliminares
abalos que antecedem o sismo abalos que sucedem o sismo principal
principal
o constituem um alerta o resultam do reajustamento do
material rochoso,
o podem prolongar-se por vários dias.

10. Propagação das ondas
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A zona localizada no
interior da Terra onde
ocorre a libertação da
energia designa-se por foco
sísmico ou hipocentro.
O local à superfície da terra mais próximo do foco, situado geralmente
na vertical do mesmo, designa-se de epicentro – é a zona onde o sismo é
sentido em primeiro lugar e, geralmente, com maior intensidade.
A distância entre o foco e o epicentro designa-se distância focal.

11. Propagação das ondas
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Falha é a superfície de
fratura , ao longo da qual
ocorreu um movimento
relativo entre os dois blocos.
Ressalto elástico é o
deslocamento dos dois blocos
ao longo do plano de falha.
Onda sísmica é uma onda elástica produzida durante um sismo e que se
propaga segundo superfícies concêntricas a partir do foco.
Frente de onda é a superfície em que todos os pontos se encontram no
mesmo estado de vibração.
Raio sísmico é a direção perpendicular à frente de onda.

12. Classificação dos sismos
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Classificação dos sismos de acordo com a profundidade do foco:
Superficiais (foco entre 0-70 km)
Intermédios (foco entre 70-300 km)
Profundos (foco com profundidade superior a 300Km)

13. Ondas sísmicas
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Ondas sísmicas
Profundas ou internas Superficiais ou longas
o Têm origem no foco; o Resultam da interação das ondas
o Propagam-se no interior da Terra internas, P e S, com a superfície;
em qualquer direção; o Propagam-se à superfície ou muito
o Podem atingir a superfície e gerar próxima dela;
ondas superficiais.
Ondas P Ondas S Ondas de Love Ondas de Rayleigh
As ondas sísmicas classificam-se de acordo com o modo como as partículas do solo oscilam em
relação à direção de propagação do raio sísmico.

14. Ondas sísmicas
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Ondas internas – P e S

15. Ondas sísmicas
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Ondas primárias, longitudinais, de compressão ou ondas P
São ondas internas ou profundas.
São as ondas com maior
velocidade de propagação, logo são
as primeiras (P) a chegar a
qualquer ponto da superfície do
globo;
São as ondas de menor amplitude;
São também denominadas de ondas longitudinais, visto que o material vibra
no mesmo sentido de propagação da onda;
Comprimem (ondas de compressão) e distendem os materiais por onde
passam (há portanto variações do volume do material);
Conseguem propagar-se através de meios líquidos, sólidos e gasosos,
embora a sua velocidade de propagação diminua progressivamente na
passagem de meios sólidos para líquidos, e destes para gasosos.

16. Ondas sísmicas
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Ondas secundárias, transversais, ou ondas S
São ondas internas ou profundas.
Deslocam-se com menor velocidade
do que as ondas P, pelo que são as
segundas a chegar (S);
São ondas de maior amplitude do que as ondas P, mas menor do que as
superficiais;
São denominadas de ondas transversais, visto que o material vibra
perpendicularmente à direção de propagação da onda;
Provocam deformações e distorções na forma dos materiais que
atravessam;
Apenas se conseguem propagar através de meios sólidos.

17. Ondas sísmicas
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Ondas superficiais ou longas (de Love ou de Rayleigh)
Resultam da interação das ondas internas, P e S, com a superfície;
Propagam-se à superfície ou muito próxima dela;
Possuem velocidades inferiores às apresentadas pelas ondas P e S.
São ondas de grande amplitude.
São responsáveis pela maior parte das destruições quando ocorre um
sismo, visto que, são responsáveis por deslocamentos mais pronunciados
dos materiais.

18. Ondas sísmicas
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Ondas superficiais ou longas
Ondas Rayleigh Ondas de Love
(ou ondas de torsão)
O movimento das partículas: O movimento das partículas é:
ocorre num plano vertical, perpendicular à direção de
é elíptico e retrógrado (contrário propagação da onda,
ao dos ponteiros do relógio). paralelo à superfície (horizontal).
Propagam-se em meios sólidos e Não se propagam em meios líquidos.
líquidos.

19. Ondas sísmicas
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Ondas superficiais ou longas
Ondas Rayleigh Ondas de Love
(ou ondas de torsão)

20. Ondas sísmicas
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Características fundamentais de uma onda
T - Período da onda – Tempo que uma partícula demora a executar um
ciclo.
A - Amplitude da onda – Distância que uma partícula se afasta de uma
posição de referência.

21. Ondas sísmicas
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Velocidade de propagação das ondas sísmicas
A velocidade de propagação das ondas sísmicas internas (P e S) depende
das propriedades físicas das rochas que atravessam.
A velocidade das ondas P e S calcula-se aplicando as seguintes fórmulas:
K - Módulo de incompressibilidade - avalia a resistência de um corpo sólido à
variação de volume em função da pressão (resistência à variação de volume.)
r (ou ) - Módulo de rigidez – propriedade que confere à matéria uma forma
definida (resistência à deformação).
d (ou ) - Densidade do meio

22. Ondas sísmicas
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Velocidade de propagação das ondas sísmicas
r - Módulo de rigidez
d - Densidade do meio
K - Módulo de incompressibilidade
A velocidade das ondas sísmicas P e S não é constante, varia:
diretamente com a rigidez dos materiais (> rigidez  > velocidade);
na razão inversa da densidade dos materiais (>densidade  < velocidade);
no caso das ondas P, varia também diretamente com a incompressibilidade
dos materiais.

23. Ondas sísmicas
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Velocidade de propagação das ondas sísmicas
r - Módulo de rigidez
d - Densidade do meio
K - Módulo de incompressibilidade
Como a rigidez de um meio líquido é nula, substituindo r por 0, obtemos:
a velocidade de propagação das ondas P diminui na passagem de um
meio sólido para um meio líquido,
as ondas S não se propagam nos meios líquidos.

24. Ondas sísmicas
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Velocidade de propagação das ondas sísmicas
Quanto maior é a distância epicentral, maior é a profundidade atingida pelas
ondas sísmicas P e S, e consequentemente atravessam materiais geralmente
mais rígidos (maior velocidade) e mais densos ( menor velocidade);
Como, o aumento da rigidez é superior ao aumento da densidade, a
velocidade de propagação das ondas, geralmente, aumenta com a
profundidade.
Quanto maior a distância epicentral maior o intervalo de tempo
decorrido entre a chegada das ondas P e S.
As ondas sísmicas superficiais (L) propagam-se a uma velocidade
aproximadamente constante.

25. Sismógrafo
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Sismógrafos são aparelhos
que registam os movimentos
do solo provocados pelas
ondas sísmicas.
No passado, os sismogramas
eram registados em tambores
da papel rotativos.
Atualmente, praticamente
todos os sismógrafos
registram a informação de
forma digital, de modo a
fazer uma análise automática
mais facilmente.
Os registos dos sismógrafos
designam-se sismogramas.

26. Sismograma
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Uma vez que as ondas P se propagam mais depressa que os outros
tipos de onda, estas são as primeiras a chegar. Depois chegam as
ondas S e por fim as ondas de superfície ou ondas L.

27. Determinação do epicentro de um sismo
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Determinação da distância epicentral
 Método gráfico
Consiste na utilização de gráficos que relacionam as distâncias percorridas
pelas ondas sísmicas com o tempo que elas gastam para percorrer essas
distâncias (gráficos tempo-distância).
Pela análise de um
sismograma pode
determinar-se o intervalo
de tempo (S-P), que separa
o registo das ondas P e S.
O valor S-P permite
calcular, para cada estação
sismográfica, a sua
distância ao epicentro –
distância epicentral.

28. Determinação do epicentro de um sismo
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Determinação da distância epicentral
 Método gráfico (S-P) em minutos
A diferença de tempo de chegada das
ondas S e P (13-5) é de 8 minutos.
Utilizando um gráfico tempo-distância,
verifica-se que a diferença de tempo de
chegada das ondas P e S de 8 minutos ocorre
em sismogramas registados a cerca de 6400
Km do epicentro.

29. Determinação do epicentro de um sismo
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Determinação da distância epicentral
 Método gráfico (S-P) em segundos
A diferença de tempo de chegada
das ondas S e P é de 56 segundos.
Utilizando um gráfico tempo-distância
verifica-se que a diferença de tempo de
chegada das ondas P e S de 56 segundos
ocorre em sismogramas registados a cerca de
540 Km do epicentro.

30. Determinação do epicentro de um sismo
30
Determinação da distância epicentral
 Método prático ou empírico I
Multiplicando a diferença de tempo de chegada das ondas P e S, em
segundos, por 8 (velocidade de propagação)
D = (ts – tp) x 8
obtém-se uma estimativa grosseira da distância entre o foco
e a estação – distância epicentral
Se considerarmos  S-P = 56 segundos
D = (ts – tp) x 8  D = 56 x 8  D = 448 Km
O valor de 448 Km obtido para a distância epicentral
é aproximado do valor obtido anteriormente através
da utilização do gráfico tempo-distância (540 Km). 

31. Determinação do epicentro de um sismo
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Determinação da distância epicentral
 Método prático ou empírico II
Regra empírica válida para determinar, de um modo aproximado, distâncias
epicentrais superiores a 1000 Km ou seja quando o valor de S-P for
superior a 2 minutos.
(S-P) - 1 unidade = Distância epicentral em milhares de quilómetros
Se considerarmos  S-P = 8 minutos
distância epicentral = 7000 Km.
O valor de 7000 Km obtido para a distância
epicentral é aproximado do valor obtido
anteriormente através da utilização do
gráfico tempo-distância (6400 Km). 

32. Determinação do epicentro de um sismo
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Localização do epicentro de um sismo
A, B e C – estações sismográficas
Raio – distância epicentral
(reduzida à escala da carta)
Vancouver – distância epicentral 3900 Km
Miami – distância epicentral 2500 Km
Halifax – distância epicentral 560 Km
O epicentro do sismo localizou-se
próximo de La Malbale.

33. Determinação do epicentro de um sismo
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Localização do epicentro de um sismo
Traçar, na carta, uma circunferência com centro na estação sismográfica e
com raio igual à distância epicentral (reduzida à escala da carta),
qualquer ponto da circunferência poderá ser o epicentro do sismo –
situação I.
Proceder do mesmo modo para outra estação,
as duas circunferências intersectam-se em 2 pontos,
qualquer um dos 2 pontos pode ser o epicentro – situação II.
Para se poder localizar o epicentro,
tem que se executar o procedimento referido para 3 estações, de
modo a que as 3 circunferências se intersectem num único ponto,
o epicentro do sismo – situação III.

34. Intensidade sísmica
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A intensidade de um sismo baseia-se:
• nos estragos causados na superfície da Terra
• no relato feito pelas populações.
A escala de Mercalli modificada é uma escala de intensidades referidas
em numeração romana de I a XII.

35. Intensidade sísmica
35
Escala de Mercalli modificada

36. Intensidade sísmica
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As intensidades são representadas nos mapas - cartas de isossistas.
As isossistas são linhas curvas que delimitam
zonas onde foi registada a mesma
intensidade.
As isossistas por vezes não são
circunferências concêntricas porque como os
materiais atravessados são heterogéneos
(rigidez, densidade…) a propagação das ondas
não é uniforme.
Carta de isossistas do sismo de 1755 As isossistas são representadas a tracejado
quando numa zona não há dados (zona de
baixa ou nenhuma densidade populacional – ex.
oceano) para determinar com certeza a
intensidade do sismo.

37. Intensidade sísmica
37
A intensidade de um sismo depende de vários fatores, nomeadamente:
 da profundidade do foco e da distância ao epicentro, na medida em que
a capacidade vibratória das ondas diminui à medida que elas se afastam
do seu ponto de origem, diminuindo, também a intensidade sísmica;
 da natureza do subsolo, isto é, da resposta das rochas que o constituem,
à passagem das ondas sísmicas;
 da quantidade de energia libertada no foco, sendo um sismo tanto mais
intenso quanto maior a quantidade de energia nele libertada.

38. Intensidade sísmica
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Vantagens e inconvenientes
Vantagens:
 não necessita de medições realizadas com instrumentos, baseando-se
apenas na descrição dos efeitos produzidos.
 aplica-se quer aos sismos atuais, quer também aos sismos ocorridos no
passado, desde que haja registo escrito (sismicidade histórica).
Inconvenientes:
 É muito subjetivo pois depende do rigor das descrições e das
observações;
 Depende de vários fatores, tais como a geologia do terreno, a
qualidade das construções e a densidade populacional;
 Não permite uma gradação contínua, pois não existem graus
intermédios.

39. Magnitude sísmica
39
O valor da magnitude de
um sismo representa a
ordem de grandeza da
energia libertada no foco
através da propagação de
ondas elásticas.
A determinação da energia
libertada pelo sismo
assenta na medição
precisa da amplitude
máxima das ondas
registadas nos
sismogramas, para
distâncias conhecidas
entre o epicentro e a
estação sísmica.

40. Magnitude sísmica
40
Caraterísticas da escala de Richter:
• é objetiva.
• é uma escala aberta (sem princípio nem fim); o sismo de maior magnitude
registado (9,5) ocorreu no Chile em 1960.
• cada aumento de uma unidade na escala representa cerca de 30
vezes mais energia libertada; assim a diferença entre a quantidade de
energia libertada num sismo de magnitude 9 e um de magnitude 6 é de
cerca de 303 (= 27 000 vezes).
• para cada sismo só existe uma magnitude (mas existem muitas
intensidades, de acordo com a distância ao epicentro).
• os sismos de magnitude superior a 7 são relativamente raros;
• os sismos com magnitude inferior a 2 não são sentidos, mas são
registados pelos sismógrafos.

41. Magnitude sísmica
41
O gráfico mostra que com
uma progressão aritmética
da magnitude, a energia
libertada no foco aumenta
de modo exponencial.

42. Magnitude e intensidade sísmica
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Magnitu Efeitos
de
(Richter)
<3,5 - geralmente não sentido pelas populações
3,5 - 5,4 - frequentemente sentido, mas raramente causa danos materiais
5,4 - 6,0 - danos ligeiros em edifícios bem construídos; danos maiores em
6,1 - 6,9 edifícios degradados
7,0 - 7,9 - pode ser destruidor em áreas até 100km do epicentro
>8,0 - grande sismo; pode provocar grandes danos em vastas áreas
- sismo muito grande; pode provocar grandes destruições em
áreas afastadas centenas de quilómetros
A tabela relaciona a magnitude dos sismos com os efeitos causados (intensidade).

43. Magnitude e intensidade sísmica
43
A tabela relaciona a Escala
de Mercalli com a Escala de
Richter

44. Tsunami
44
Tsunami é uma onda ou série de ondas
no oceano que podem atingir centenas
de quilómetros de extensão e alturas de
cerca de 20 metros, originadas por uma
grande libertação de energia, a qual
provoca a deslocação vertical de uma
massa de água no oceano.

45. Formação de um Tsunami
45
As forças tectónicas provocam a acumulação
de tensões e consequentemente o ressalto
elástico com simultânea libertação de
energia no hipocentro
A energia libertada é transferida para a
água elevando o nível do mar nessa região
e, consequentemente, gerando ondas
enormes, que se deslocam em todas as
direções.
No alto mar, onde a profundidade é elevada,
as ondas têm elevado comprimento de
onda e reduzida amplitude, o que as torna
quase impercetíveis.

46. Formação de um Tsunami
46
À medida que o tsunami se aproxima da
costa, as águas tornam-se menos
profundas, provocando a compressão da
energia que se desloca através da água e
consequentemente verifica-se a subida da
água, com simultâneo:
- recuo abrupto da água da linha de costa,
-…

47. Formação de um Tsunami
47
À medida que o tsunami se aproxima da costa, as águas tornam-se menos
profundas, provocando a compressão da energia que se desloca através
da água e consequentemente verifica-se a subida da água, com
simultâneo:
- recuo abrupto da água da linha de costa,
- diminuição de velocidade de deslocação da onda,
- diminuição do comprimento de onda,
- aumento da amplitude da onda.

48. Sismos e tectónica de placas
48

49. Sismos e tectónica de placas
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As regiões sísmicas encontram-se sobretudo nas fronteiras das placas
litosféricas (a sismicidade interplaca é da ordem dos 90%),
geralmente, o alinhamento dos sismos indica os limites das placas
tectónicas, nos quais se geram grandes tensões devido às forças
exercidas pela tectónica de placas.
Os sismos interplacas localizam-se fundamentalmente em três regiões:
 Cintura Circumpacífica ou Anel de Fogo do Pacífico;
 Dorsais oceânicas;
 Cintura Mediterrânica-asiática.
Existe uma sismicidade difusa fora foras dos limites de placas,
denominada sismicidade intraplaca, resultante na maior parte dos casos da
existência de falhas activas.

50. Sismicidade em Portugal
50
A maior concentração de epicentros localiza-se a sudoeste do continente,
próximo do banco de Gorringe e dum sistema de falhas associado ao limite
das placas Euroasiática e Africana;
Outros epicentros localizam-se no litoral e interior do continente, com
origem em falhas activas.

51. Sismicidade nos Açores
51
A geodinâmica associada ao
arquipélago dos Açores está
condicionada pela junção tripla
(enquadramento tectónico) entre as
placas litosféricas Norte-americana,
Euroasiática e Africana.
A plataforma dos Açores é limitada
a oeste pela Dorsal Médio-Atlântica
e a Norte pelo Rifte da Terceira. A
Dorsal Médio-Atlântica é cortada
por diversas falhas activas.
O Rifte da Terceira (RT) é uma zona de expansão oceânica perpendicular à
Dorsal Médio-Oceânica que faz parte de um limite tectónico mais amplo (a
fronteira entre as placas Euroasiática e Africana), designado Falha
Açores-Gibraltar.

52. Sismicidade nos Açores
52
A Falha Açores-Gibraltar
constitui um limite complexo
e apresenta características
tectónicas distintas pelo que
é subdividida em três troços
com comprimentos e
comportamentos tectónicos
distintos:
 um troço mais ocidental, o Rifte da Terceira, onde actuam forças
divergentes,
 um troço central, designado Falha de Glória (FG), onde actuam forças
de cisalhamento,
 um troço mais oriental, designado Banco de Gorringe (BG), onde actuam
forças compressivas.

53. Sismicidade nos Açores
53
Este enquadramento tectónico gera uma elevada sismicidade nas ilhas
dos grupos Oriental e Central;
As ilhas do grupo Ocidental têm menor sismicidade pois encontram-se no
interior da placa Norte Americana, numa zona mais estável.

54. Minimização de riscos sísmicos –
previsão e prevenção
54
 Previsão sísmica
Apesar da intensa investigação sobre o assunto, e não obstante alguns
sismos terem já sido previstos, não é ainda possível, na esmagadora
maioria dos casos, prever com fiabilidade a ocorrência de sismos.

55. Minimização de riscos sísmicos –
previsão e prevenção
55
 Prevenção sísmica
Para prevenir as consequências de um sismo é necessário adoptar
várias medidas, nomeadamente:
 Conhecer a geologia da região
 Proceder ao estudo da sismicidade histórica da região
 Elaborar a carta das máximas intensidades observadas, até à
actualidade, na região
 Elaborar cartas de zonagem sísmica da região
Conhecer o risco sísmico do local

56. Minimização de riscos sísmicos –
previsão e prevenção
56
 Prevenção sísmica
Conhecido o risco sísmico do local, torna-se necessário:
 monitorizar as zonas de elevado risco sísmico
 bom planeamento urbanístico
 construção anti-sísmica
 educação das populações (conhecimento das regras de actuação)

57. Minimização de riscos sísmicos –
previsão e prevenção
57
 Prevenção sísmica
Do ponto de vista da definição da ação sísmica
para projetos de construção, o Continente
encontra-se dividido em quatro zonas
(Regulamento de Segurança de Ação Sísmica de
Edifícios e Pontes, 1983).
A zona A corresponde à região de maior risco
sísmico.

58. As ondas sísmicas e a estrutura interna
da Terra
58
As ondas sísmicas P e S quando encontram meios
constituídos por materiais com características
diferentes podem:
 experimentar desvios na sua trajectória
(refracções e/ou reflexões);
 ser absorvidas;
 sofrer modificações na sua velocidade.
Para ângulos de incidência superiores a um
determinado valor, o raio sísmico só se reflecte;
para valores inferiores reflecte-se e refracta-se.

59. As ondas sísmicas e a estrutura interna
da Terra
59
As variações bruscas da:
 direcção dos raios sísmicos,
 velocidade de propagação das ondas
Permitiram deduzir a existência de superfícies - superfícies de
descontinuidade - que separam dois meios constituídos por
materiais com diferentes composições e propriedades..