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TE R R E M OTOS

*

* Fontes de Referência e Imagens de:
Frank Press • Raymond Siever • John Grotzinger • Thomas H. Jordan. Os
Terremotos (Capítulo 19) In: Para entender a Terra. Bookman. Porto
Alegre. 2006
Marcelo Assunção

• Coriolano M. Dias. Neto. Sismicidade e estrutura interna

da Terra (Capítulo 3) in : Investigando a Terra. Oficina de Textos. São
Paulo. 2000
Trabalhadores de uma operação de resgate parados em frente a um prédio completamente destruído por um terremoto ocorrido na cidade do México em setembro de 1985,
quando morreram cerca de 10 mil pessoas.
Terremoto
s
• terremoto: ocorre quando há
movimento de corpos rochosos
que deslocam-se um em relação ao
outro
• falha: local do movimento que
originam terremotos
• falhas acontece em todas escalas,
de mm a separação de placas
litosféricas (ex: San Andreas).
Rebote Elástico
• Tensão acumula-se nas rochas
até ultrapassar a resistência da
rocha
• Deformação elástica ocorre nas
rochas entre terremotos.
TENSÃO ACUMULA-SE ATÉ EXCEDER A RESISTÊNCIA
1- Os terremotos
são o resultado
2- A tensão acumula-se
da tensão
gradualmente à medida
acumulada ao
longo do tempo. que os esforços tectônicos
deformam as rochas.

3- Quando a
tensão
excede à
resistência
das rochas ..

4- ... as rochas
sofrem um
deslocamento
(falha), liberando
tensão e causando o
terremoto.

Resistência local da rocha
Tensão
Terremotos

Tempo

5- O processo
repete-se várias
vezes.

Fig. 19.1
Tensão

INSTANTE 3
Um pouco antes da próxima ruptura uma nova cerca é construída na terra já deformada. Quando o esforço excede a resistência à falha, uma ruptura começa
no primeiro ponto do falhamento
– o foco – se na superfície, o
epicentro. A ruptura expande
rapidamente ao longo da falha,
produzindo um terremoto.
INSTANTE 4
A ruptura desloca o falhamento,
reduzindo a tensão e o rebote
elástico recoloca os blocos no seu
estado pré-tensional.
Tanto o muro de pedra quanto a
cerca são deslocado em
quantidades iguais ao longo da
linha de falha. O rebote endireita
o muro de pedra, mas a cerca
exibe um encurvamento reverso.

Tensão

INSTANTE 2
Nos 150 anos seguintes, o
movimento relativo entre os
blocos de ambos os lados da
falha que estão travados causa
a deformação do terreno e do
muro de pedra

Falha transcorrente

Tempo

Tempo

Tempo

A deformação das
Rochas aumenta
progressivamente

Quantidade de
deslocamento

Tensão

INSTANTE 1
Um fazendeiro constrói um
muro de pedras atravessando
uma falha dextral pouco anos
após a última ruptura

Tensão

AS ROCHAS DEFORMAM-SE ELASTICAMENTE E,
ENTÃO, RETORNAM AO ESTADO NÃO DEFORMADO
DURANTE A RUPTURA EM UM TEREMOTO

Foco

Epicentro

Tempo

Fig. 19.1
A RESISTÊNCIA ROCHOSA E AS FORÇAS DE TENSÃO VARIAM
Por haver muitas
variáveis em cada
sítio potencial de
terremoto ...

... a tensão pode-se acumular
mais rapidamente ...

Resistência local
da rocha
Tensão
Terremotos

Tempo

... ou menos
rapidamente ...

... e a resistência da
rocha pode variar
com o tempo, causando terremotos
em tempo e magnitude variáveis.

Fig. 19.1
Temp
o

Foco

5 segundos
A ruptura continua a expandir-se como
uma fissura ao longo do plano de falha.
Quando a frente da ruptura atinge a
superfície, ocorrem deslocamentos ao
longo da linha de falha e as rochas da
superfície começam a se recuperar de
seu estado de deformado.

10 segundos
A frente da ruptura progride através do plano de
falha, reduzindo a tensão e permitindo que rochas
de ambos os lados se recuperem. Ondas sísmicas
continuam a ser emitidas em todas as direções à
medida que a falha se propaga.
A fissura
da falha
propaga-se

Tensão

Tensão

Fissuras
ao longo
da falha na
superfície

Uma cerca construída através da falha de San Andreas
perto de Bolinas foi deslocada por quase 3 metros depois
do grande terremoto de São Francisco (1906).

Temp
o

Temp
o

20 segundos
A ruptura progrediu ao longo de toda a extensão da
falha. A falha atinge o seu deslocamento máximo e
o terremoto cessa.

Tensão

Tensão

0 segundo
A ruptura expande-se circularmente no
plano de falha, propagando-se ondas em
todas as direções

Temp
o

Fig. 19.1
Tensão

0 segundo
A ruptura expande-se circularmente no plano
de falha, propagando ondas sísmicas em todas
as direções.

Tempo

Foco
Fig. 19.1
5 segundos
A ruptura continua a expandir-se como uma
fissura ao longo do plano de falha. Quando a
frente da ruptura atinge a superfície, ocorrem
deslocamentos ao longo da linha de falha e as
rochas da superfície começam a se recuperar de
seu estado de deformado.
Fissuras ao

Tensão

longo da falha
na superfície

Tempo

Fig. 19.1
10 segundos
A frente da ruptura progride através do plano de
falha, reduzindo a tensão e permitindo que
rochas de ambos os lados se recuperem. Ondas
sísmicas continuam a ser emitidas em todas as
direções à medida que a falha se propaga.

Tensão

A fissura da
falha propaga-se

Tempo
Fig. 19.1
Tensão

20 segundos
A ruptura progrediu ao longo de toda a extensão
da falha. A falha atinge o seu deslocamento
máximo e o terremoto cessa.

Tempo

Fig. 19.1
Uma cerca construída através da falha de San
Andreas perto de Bolinas foi deslocada por quase
3 metros depois do grande terremoto de São
Francisco (1906).
Fig. 19.2
Antes do terremoto

Abalos
precursores
Foco do futuro
grande terremoto

Depois do terremoto

Abalos secundários
Foco do recente
grande terremoto

Fig. 19.3
Termos relacionados a Terremotos
foco: sítio da ruptura inicial
epicentro: ponto na superfície
acima do foco
Sismologia
• estudo da propagação de energia
mecânica que é liberada pelos
terremotos e explosões através da
Terra
• quando a energia é liberada dessa
forma, ondas de movimento (similar
ao efeito de uma pedra lançada em um
lago) movem-se através das rochas
vizinhas à origem da energia (o foco).
Sismógrafo
• aparelho usado para registrar
movimentos da Terra.
• fonte das “linhas sinuosas” que
documentam terremotos e outros
eventos sísmicos.
(a) Sismógrafo desenhado para detectar movimentos verticais

Mola
Peso

A Terra
move
cima
para

Caneta
reA
gitradora Terra
move para
baixo

(b) Sismógrafo desenhado para detectar movimentos horizontais
A Terra move para esquerda
A Terra move para direita

Peso

Eixo

Peso

Fig. 19.4
Sismógrafo desenhado para detectar movimentos
verticais
1 – O peso é fixado em relação à Terra
com certa folga (por uma mola) ...

Mola
Peso

O chão
move
para
cima

Caneta regitradora
O chão
move para
baixo

2 – ... de modo que não é elevado pelo

movimento do chão e, assim, o
movimento ascendente da Terra cause
um movimento descendente relativo do
peso e vice-versa.

3 – A caneta traça as diferenças de
movimento entre o peso e o chão.

Fig. 19.4
Sismógrafo desenhado para detectar movimentos horizontais
(L-W ou N-S)
A Terra move para
esquerda

A Terra move para
direita

Peso
Eixo

Fig. 19.4
Os três tipos diferentes de ondas sísmicas movem-se a
diferentes velocidades
Foco
Minutos

Manto

Núcleo

Sismógrafo

1 – As ondas sísmicas geradas por um
terremoto propagam-se através da Terra
e sobre sua superfície, atingindo um
sismógrafo distante do evento.

2 – Ondas primárias, secundárias e de
superfície propagam-se me diferentes
velocidades e atingem um sismógrafo
em instantes diferentes.

Fig. 19.5
Ondas Sísmicas
• ondas começam por causa de uma
inicial distensão ou compressão na
rocha.
• instrumentos usados para medir
essas ondas são chamados
sismógrafos
Dois Tipos de Ondas de Terremotos
• P ondas (compressional) 6–8 km/s. Paralela
à direção do movimento (empurra-puxa),
também chamadas de ondas primárias.
Similar às ondas sonoras.
• S ondas (cisalhante) 4–5 km/s. Perpendicular
à direção do movimento (corda); também
chamadas de ondas secundárias. Resultam
do esforço cisalhante nos materiais. Não
atravessam líquidos ou gases
P – movimento da onda primárias e compressionais
Onda
compressional

As ondas P propagam-se na forma de uma série de
contrações e expansões, empurrando e puxando
partículas na direção da trajetória percorrida.

O quadrado vermelho representa o processo
de contração e expansão da rocha à medida
em que a onda passa.

Fig. 19.5
S – movimento da ondas secundárias e cisalhantes
Crista da onda de
cisalhamento

Área em vermelho mostra como uma seção de rocha
é deformada a partir de um quadrado para um
paralelogramo à medida em que a onda S passa.

Fig. 19.5
As áreas partículas são empurradas para cima e para baixo com a
onda S, em direção perpendicular ao deslocamento da onda
Superficial – movimento da onda
A superfície do chão
move-se verticalmente
num movimento elíptico
ondulante que se extingue à medida em que a
profundidade aumenta.

Direção da Onda
A superfície do chão
move-se lateralmente,
sem movimento
vertical.

Direção da Onda
Fig. 19.5
Localizando um Epicentro
• O intervalo de tempos da chegada
das ondas P e S na estação de
registro depende da distância do
epicentro.
• Portanto, nós precisamos no mínimo
de três estações para determinar a
localização de um epicentro.
Leituras em diferentes estações sismográficas
revelam a localização do epicentro do terremoto

Sismógrafo

Sismógrafo

Epicentro
Foco

Sismógrafo

1 - As ondas sísmicas propagam-se
concentricamente a
partir do foco e
atingem diferentes
estações sismográficas em diferentes
instantes.

Fig. 19.6
Tempo percorrido depois do início do terremoto (min)

Leituras em diferentes estações sismográficas
revelam a localização do epicentro do terremoto
2- O gráfico de tempo
versus distância é chamado
de curva de deslocamento
tempo. Pelo fato das ondas
se propagarem com o dobro
de velocidade das ondas S,
o intervalo entre as duas
curvas de deslocamento
temp aumenta com a
distância.
3- Relacionando o intervalo
observado com o espaçamento das curvas, um
geólogo pode determinar a
distância da estação ao
epicentro. Um intervalo de 8
min corresponde a mais ou
menos 5600 km de
distância do epicentro.
Distância percorrida do epicentro do terremoto (km)

Fig. 19.6
Leituras em diferentes estações sismográficas
revelam a localização do epicentro do terremoto
4- Se o geólogo então
traçar um círculo com o raio
calculado a partir das
curvas de deslocamentotempo entorno de cada
estação sismográfica, ...
5- ... o ponto onde os
círculos se interceptam será
a localização do epicentro
do terremoto..

Fig. 19.6
Medindo a Força dos Terremotos
1. Superfície de deslocamento
 Em 1964, um terremoto no Alasca
deslocou algumas partes do
assoalho oceânico cerca de 15 m.
 Em 1906, o terremoto de São
Francisco moveu o chão ~ 3 m.
2. Tamanho da área deslocada
Alasca — 181.300 km2
Medindo a Força dos Terremotos
•

Duração do tremor
Até dezenas de segundos

3. Escalas de intensidade
Baseada no dano e na percepção
humana
5. Escalas de magnitude
Baseada na quantidade de energia
liberada
Escala Richter
• Escala de Richter: quantidade de energia
recebida a 100 km do epicentro
• Maior abalo já registrado = 8.9 (rochas não são
suficientemente resistente para mais).
• Terremotos com Magnitude < 2 não são sentidos
pelas pessoas.
• Escala é logarítmica:
Aumento de 1 unidade = abalo 10 vezes maior
Aumento de 1 unidade = 30 vezes mais energia
Um geólogo mede a
amplitude da maior onda
sísmica (23mm) ...

100

Intervalo entre as
ondas P e S (s)

Distância (km)

intervalo entre as ondas - 24
segundos

Magnitude
de Richter.

Fig. 19.7

... e o intervalo de
tempo entre as chegadas
das ondas P e S (24 s)para
determinar a distância do
epicentro até a estação.

Por meio da plotagem dessas duas medidas nestes gráficos
e conectando os pontos, o geólogo determina a magnitude Richter
do terremoto (5.0).
Liberação de energia
(equivalente em quilogramas de explosivo)

Magnitude
Terremotos

Energia equivalente
Erupção da ilha de Krakatoa
Maior teste nuclear do mundo (ex-URSS)
Erupção vulcânica do Monte Santa Helena
Bomba atômica de Hiroshima

Média dos tornados
Grande raio
Atentado à bomba em
Oklahomamoderado
Raio

Número de terremotos por ano (no mundo todo)

Gráfico - Relação entre momento sísimico (escala da esquerda),
liberação de energia (escala na direita), número de terremotos por ano
(centro).
Curva – intensidade dos terremotos (esquerda) e intensidade de
liberação de energia (direita)
Fig. 19.8
Pontos – Terremotos e distintos eventos
Quadro 19.1

Escala de intensidade de Mercalli modificada

Nível de
Intensidade

Descrição

I

Não é percebido, exceto por poucas pessoas em condições especialmente
favoráveis.

II

Percebido por algumas poucas pessoas em repouso, especialmente nos andares
mais altos dos prédios. Objetos delicadamente suspensos podem oscilar.

III

Capaz de ser percebido por pessoas em ambientes internos, sobretudo nos
andares mais altos dos prédios. Muitas pessoas podem não reconhecê-lo como
terremoto. Objetos suspensos delicadamente podem oscilar. Veículos parados
podem balançar levemente. Vibração similar á passagem de um caminhão.

IV

Percebido em ambientes internos por muitas pessoas, e fora por poucas durante o
dia. À noite, algumas acordam. Louças, janelas e portas são perturbadas;
paredes fazem um barulho como se tivessem quebrando. Sensação como o de
um caminhão pesado batesse em um prédio. Veículos parados balançam de
forma perceptível.

V

Percebido por quase todos, muitos acordam. Algumas louças e janelas quebram.
Objetos instáveis caem. Relógios com pêndulo podem parar.

VI

Sentido por todos, muitos se assustam. Alguns móveis pesados movem-se. Em
alguns casos, pedaços de reboco se desprendem. Danos leves.
Quadro 19.1

Escala de intensidade de Mercalli modificada

Nível de
Intensidade

Descrição

VII

Danos desprezíveis em prédios bem projetados e bem construídos; danos leves a
moderados em estruturas comuns bem construídas; danos consideráveis em
estruturas mal construídas ou mal projetadas, alguns chaminés quebram.

VIII

Danos leves em estruturas especialmente projetadas para resistir a tremores;
danos consideráveis em parte dos prédios comuns com colapso parcial. Danos
enormes em estruturas mal construídas. Quedas de chaminés, materiais
empilhados em indústrias, colunas, monumentos e muros. Móveis pesados
virados.

IX

Danos consideráveis em estruturas especialmente projetadas para resistir a
tremores; estruturas comuns bem construídas saem do prumo. Danos enormes
em prédios bem construídas. Alicerces de prédios são deslocados.

X

Algumas estruturas de madeira bem construídas desmoronam; a maioria das
estruturas de concreto e de madeira é destruída com os seus alicerces. Trilhos
recurvam-se.

XI

Poucas estruturas de alvenaria permanecem em pé. Pontes caem. Trilhos ficam
muito curvados.

XII

Destruição total. Linhas de visão e de prumo são distorcidas. Objetos são
arremessados no ar.
Intensidades de
Mercalli associadas
ao terremoto de 1881
em New Madrid,
Missouri de escala
entorno de 7,5
Perceba uma diminuição das
escalas de intensidade: não
havia muitas pessoas vivendo a
Oeste desse terremoto, assim
não há observações disponíveis.
Intensidade de até VI foram
observadas a 200 km do
epicentro.

Fig. 19.9
Principais Tipos de Movimentos de Falhas
Iniciadores de Terremotos
(b) Falha Normal

(a)
Linha de Falha

Forças de
Tensão

(c) Falha de Empurrão (d) Falha Transcorrente
Forças de
Compressão

Forças de Cisalhamento

Mergulho

Fig. 19.10
Situação antes da Ocorrência do Movimento
Linha de falha

M er gu l ho

Fig. 19.10
Falha Normal
Forças de
Tensão

Fig. 19.10
Falha de Empurrão
Forças de
Compressão

Fig. 19.10
Falha Transcorrente Forças de Cisalhamento

Fig. 19.10
Determinando o Tipo de
Terremoto a partir dos Dados
Sísmicos
Movimentos de Falha de diferentes
tipos (normal, de empurrão,
transcorrente) produzirão ondas
sísmicas com características
distintas
Estações
sismográficas

Primeiro movimento
(empurrão a partir
do epicentro)

Primeiro movimento
(puxão a partir
do epicentro)

Primeiro movimento
(empurrão a partir
do epicentro)

Falha
O primeiro movimento das ondas p atinginPrimeiro movimento
do estações sismográficas é usado para (puxão a partir
a orientação do plano de falha e a direção do epicentro)
do deslizamento. O caso mostrado aqui é
para a ruptura de uma falha transcorrente
dextral (à direita).

Fig. 19.11
Distribuição dos Terremotos
• não é aleatória
• focada ao redor das placas
tectônicas (mas também
ocorrem no interior placas*)

* O slide 37 com a figura 19.9 é um exemplo de um terremoto
ocorrido no interior das placas ou intra-placas com intensidades
relativamente grandes ao contrário do que é usual .
Sismicidade no mundo de 1976 a 2002
em diferentes profundidades de foco

Profundidad
e
≤ 50 km (foco raso)
50-300 (foco intermediário)
> 300 km (foco profundo)

Fig. 19.12
(a) Dorsal mesoceânica (divergência)
Falhamento normal
Falha transformante
(cisalhamento lateral)
Vale em rifte
(divergência)

(b) Fossa oceânica (convergência)

Litosfera

Litosfera
Astenosfera

Astenosfera

Fig. 19.13
Dorsal mesoceânica (divergência)

Falhamento normal
Falha transformante
(cisalhamento lateral)
Vale em rifte
(divergência)

Litosfera
Astenosfera

Os terremotos rasos coincidem com o falhamento
normal, em limites divergentes, e como o
falhamento transcorrente, em falhas transformantes.

Fig. 19.13
Fossa oceânica (convergência)

Litosfera

Astenosfera

Os grandes terremotos rasos
Fig. 19.13
Os terremotos de foco
ocorrem principalmente em
intermediário ocorrem
falhas de empurrão, em
Os terremotos de
na placa
limites de placas.
foco profundo
descendente.
Fig. placa
ocorrem na 19.13
Na planície de Carrizo, na Califórnia
Central, a Falha de Santo André é paralela ao movimento relativo entre a placa
Falha de Santo André Montanhas de São Gabriel do pacífico e a placa norte-americana e o
falhamento é transcorrente dextral

Traços de falhas do Sul da Califórnia

Placa Norte
Americana

Placa do
Pacífico
Los Angeles
Movimento da Placa
pacífica em relação ao
movimento da Placa
Norte Americana

Fig. 19.14

A grande curva para o oeste na Falha de Santo
André faz a placa Pacífica comprimir-se contra a a
placa norte-americana, causando falhamentos de
empurrão na região de Los Angeles, ao sul da falha.
Fig. 19.14
Essa convergência eleva as montanhas de São
Gabriel
Terremotos do Sul da Califórnia (Julho 1970 – Junho 1995
Northridge,1994
Magnitude, 69

São Fernando, 1971 Landers 1992
Magnitude, 69
Magnitude, 69

Legenda

Julho 1970 – Junho 1995
Fig. 19.14
Quadro 19.2

Terremotos recentes de interesse especial

Evento

Mag
nitude

Efeitos geológicos

Destruição

Loma Prieta,
Califórnia
Outubro de 1989

7,1

Intensidade máxima em partes de Oakland e São
Francisco; deslizamentos de terra;
liquefação do solo;
pequeno tsunami em Monterey

60 mortos;
3.757 feridos;
danos de 7 bilhões de dólares

Landers, Califórnia
Junho de 1992

7,3

Falhamento da superfície ao longo de um segmento de 70
km com até 5,5 m de deslocamento horizontal e 1,8 m de
deslocamento vertical

1 morto;
400 feridos;
danos substanciais

Northridge,
Califórnia
Janeiro de 1994

6,9

Soerguimento máximo de 15 cm nas Montanhas de Santa
Susana; muitos deslizamentos de rochas;
rachaduras no chão
liquefação do solo.

58 mortos;
7.000 feridos;
20.000 desabrigados
danos de 20 bilhões de dólares

Norte da Bolívia
Junho de 1994

8,2

A 637 km de profundidade; o mais profundo registrado;
primeiro terremoto na América do sul que foi sentido na
América do Norte, inclusive Canadá

Muitas pessoas mortas.

Kobe, Japão
Janeiro de 1995

6,9

Falhamento da superfície por 9 km com deslocamento
horizontal de 1,2 a 1,5 m
liquefação do solo.

5502 mortos;
36.896 feridos;
310 mil desabrigados
danos sérios
Quadro 19.2
Evento

Terremotos recentes de interesse especial
Magnitude

Efeitos geológicos

Destruição

Norte do Irã
Maio-junho de
1997

7,3

Rara seqüência de grandes terremotos
deslizamentos.

1567 mortos;
2.300 feridos;
50 mil desabrigados
grandes estragos.

Papua – Nova
Guiné
Julho 1998

7,0

Tsumani de 7 m

3000 mortos;
diversos vilarejos destruídos.

Izmit, Turquia
Agosto de 1999

7,4

O sétimo de uma série desde de 1939
migração à Oeste ao longo da falha transcorrente no N da
Anatólia;
deslocamento dextral máximo de 5m

15.000 mortos
dezenas de desaparecidos

Gujarat, Índia
Janeiro de 2001

8,0

Terremoto intraplaca sem ruptura superficial

20.000 mortos

Denali, Alasca
Dezembro de
2002

7,9

Maior terremoto do continente norte-americano desde
1906;
múltiplos eventos com 400 km de superfície abalada;
extensos deslizamentos

Muito pequena em áreas
selvagens remotas;
o oleoduto Trans-Alasca não
rompeu porque foi
especialmente projetado para
cruzar a falha de Denali
Estragos devido aos terremotos
1. movimento do solo
“Terremotos não matam pessoas,
edifícios matam pessoas.”
2. fogo
3. ondas de maré (tsunami)
geram velocidades de até 500–800
km/h em mar aberto; somente ~ 1m de
altura mas tornam-se maiores quando
a água atinge o raso.
Estragos devido aos terremotos
4. deslizamentos
• todos os tipos de movimentos de massa
• liquefação – súbita perda de coesão em
sedimentos saturados com água
• prédios caem intactos
5. Inundação
• rompimento de barragem
• mudança dos cursos dos rios
Fig. 19.15
Dezesseis pessoas morreram no condomínio Northridge Meadows, em Los Angeles,
durante o terremoto de Northridge em 1994. As vítimas viviam no primeiro andar e
foram esmagadas quando os andares superiores colpsaram. Muitos outros prédios
como este teriam colapsado se as edificações mais novas da área não tivessem sido
Fig.
construídas de acordo com estritos códigos para resistência dos terremotos. 19.15
Via expressa elevada
em Kobe, Japão
revirada durante o
terremoto de 1995.

Fig. 19.16
Origem da
avalanche

As cidades montanhosaas
de Yungay e Ranrahirca,
Peru, foram soterradas um
deslizamento, desencadeado
durante o terremoto de
magnitude 8, em 1970.

Fig. 19.17
Geração de tsunâmis

Falha inversa
 O movimento do assoalho

Fig. 19.18

oceânico durante durante um
terremoto produz a ascenção de
água que se move como uma
longa onda marítima ou tsunami.

 Um tsunâmi tem apenas

alguns centímetros de altura
no oceano profundo, mas em
águas rasas costeiras pode
aumentar vários metros quando as ondas acumulam-se
Simulação em computador de um tsunami causado
por um terremoto de magnitude 7,7 nas Ilhas Aleutas
Epicentro

Fig. 19.18

 A onda principal do atinge

as Ilhas do Havaí cerca de 4h
30 min após o terremoto
Perigo & Risco Sísmico
Perigo – medida da intensidade da vibração
sísmica do chão e do rompimento do chão
que podem ser esperados a longo prazo
em um lugar específico.
Risco – dano que pode ser esperado a
longo prazo em um lugar específico.
Depende do perigo sísmico, da
concentração humana e da vulnerabilidade
das estruturas construídas.
Perigo Potencial de Terremotos, USA
Perigo mais alto

Estados Unidos Continental

Perigo mais baixo

Fig. 19.19
Mapa de Risco Sísmico, USA

Maiores
prejuízos
esperados

Menores
prejuízos
esperados

Estados Unidos Continental
Fig. 19.20
Perigo Potencial de Terremotos em Todo
Mundo

Perigo
sísmico
mais alto

Perigo
sísmico
mais baixo

Fig. 19.21
Redução de riscos em terremotos
1. Caracterização do perigo sísmico
aumento do conhecimento sobre falhas
2. Políticas de uso do solo
restrição do ocupação em áreas sísmicas
3. Engenharia de terremotos
projetos adequados à abalos sísmicos.
4. Resposta de emergência
socorro rápido às áreas muito afetadas.
5. Advertência sobre terremotos em tempo real
transmissão de informação para os locais que
serão afetados..
Barreira contra tsunâmis na cidade de Taro, Japão
Conjunto habitacionais
próximos à zona de falhas
de Santo André, Península
de São Francisco antes que
o estado passasse a ter leis
restringindo essa prática. A
linha branca indica de forma
aproximada a linha de falha,
ao longo da qual o chão
rompeu-se e deslocou-se
cerca de 2 m durante o
terremoto de 1906.

Fig. 19.22
Demonstração pública de procedimentos de segurança em no Japão.
Box

19.2
Predição de Terremoto
• Longo prazo — imprecisa (mas
possível)
• Curto prazo — precisa (muito
difícil)
• Nós não podemos deter os
terremotos, então nós temos de
nos preparar para eles.
Sismicidade no Brasil
• Estudos mais detalhados a partir
da década de 70
• Maior quantidade de dados no
Nordeste e Sudeste reflete o
processo histórico de ocupação e
distribuição da população.
Sismos e Barragens
• A sobrecarga da massa de água e
o aumento da pressão nos poros e
fraturaa da rocha dispara a
liberação de tensões préexistentes. (ver figura 19.1)
• Todas as grandes barragens
operam sismográfos.
Estrutura da Terra
• velocidade das ondas sísmicas
depende da composição, do estado
físico do material e da pressão
• nós podemos usar o comportamento
das ondas sísmicas afim de que ele
nos conte sobre o interior da Terra
• quando as ondas movem de um tipo
de material para um outro, elas
mudam a velocidade e a direção.
Comportamento das Ondas Sísmicas
• Como qualquer fenômeno ondulatório
(por exemplo a luz), a direção de
propagação das ondas sísmicas muda
(refrata) ao passar de um meio de
velocidade V1 para outro com
velocidade V2,
• As ondas sísmicas comportam-se de
acordo com a lei de Snell.
Raios
incidentes

Raio refratado

Raios refletidos

Fig. 21.1

Esse experimento
mostra a reflexão e a
refração (desvio de
direção quando as
ondas atravessam
materiais diferentes).
Os raios laser entram
pelo topo incidem em
um espelho no fundo
do globo e são por
refletidos. Um raio é
refletido pela superfície da água e incide na
mesa. O outro atravessa a superfície da água
e refrata ao encontrar
o ar.
Lei de Snell
(a) Quando a onda passa de um
meio de menor velocidade para
um meio de maior velocidade,
a direção da onda se afasta da
normal á interface

(b) Quando a onda passa de um
meio de maior velocidade para
um meio de menor velocidade,
a direção da onda se aproxima
da normal á interface
Lei de Snell

No caso das ondas sísmicas, parte da energia
da onda incidente P (ou S) pode transformar-se
em ondas S (ou P) sempre obedecendo a Lei de
Snell.
Quando a velocidade aumenta gradualmente com
a profundidade, equivale a uma sucessão infinita
de camadas extremamente finas (a) e as ondas
percorrem uma trajetória curva, devido à
constante mudança de direção da onda (b).

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Ch19 terremotos

  • 1. TE R R E M OTOS * * Fontes de Referência e Imagens de: Frank Press • Raymond Siever • John Grotzinger • Thomas H. Jordan. Os Terremotos (Capítulo 19) In: Para entender a Terra. Bookman. Porto Alegre. 2006 Marcelo Assunção • Coriolano M. Dias. Neto. Sismicidade e estrutura interna da Terra (Capítulo 3) in : Investigando a Terra. Oficina de Textos. São Paulo. 2000
  • 2. Trabalhadores de uma operação de resgate parados em frente a um prédio completamente destruído por um terremoto ocorrido na cidade do México em setembro de 1985, quando morreram cerca de 10 mil pessoas.
  • 3. Terremoto s • terremoto: ocorre quando há movimento de corpos rochosos que deslocam-se um em relação ao outro • falha: local do movimento que originam terremotos • falhas acontece em todas escalas, de mm a separação de placas litosféricas (ex: San Andreas).
  • 4. Rebote Elástico • Tensão acumula-se nas rochas até ultrapassar a resistência da rocha • Deformação elástica ocorre nas rochas entre terremotos.
  • 5. TENSÃO ACUMULA-SE ATÉ EXCEDER A RESISTÊNCIA 1- Os terremotos são o resultado 2- A tensão acumula-se da tensão gradualmente à medida acumulada ao longo do tempo. que os esforços tectônicos deformam as rochas. 3- Quando a tensão excede à resistência das rochas .. 4- ... as rochas sofrem um deslocamento (falha), liberando tensão e causando o terremoto. Resistência local da rocha Tensão Terremotos Tempo 5- O processo repete-se várias vezes. Fig. 19.1
  • 6. Tensão INSTANTE 3 Um pouco antes da próxima ruptura uma nova cerca é construída na terra já deformada. Quando o esforço excede a resistência à falha, uma ruptura começa no primeiro ponto do falhamento – o foco – se na superfície, o epicentro. A ruptura expande rapidamente ao longo da falha, produzindo um terremoto. INSTANTE 4 A ruptura desloca o falhamento, reduzindo a tensão e o rebote elástico recoloca os blocos no seu estado pré-tensional. Tanto o muro de pedra quanto a cerca são deslocado em quantidades iguais ao longo da linha de falha. O rebote endireita o muro de pedra, mas a cerca exibe um encurvamento reverso. Tensão INSTANTE 2 Nos 150 anos seguintes, o movimento relativo entre os blocos de ambos os lados da falha que estão travados causa a deformação do terreno e do muro de pedra Falha transcorrente Tempo Tempo Tempo A deformação das Rochas aumenta progressivamente Quantidade de deslocamento Tensão INSTANTE 1 Um fazendeiro constrói um muro de pedras atravessando uma falha dextral pouco anos após a última ruptura Tensão AS ROCHAS DEFORMAM-SE ELASTICAMENTE E, ENTÃO, RETORNAM AO ESTADO NÃO DEFORMADO DURANTE A RUPTURA EM UM TEREMOTO Foco Epicentro Tempo Fig. 19.1
  • 7. A RESISTÊNCIA ROCHOSA E AS FORÇAS DE TENSÃO VARIAM Por haver muitas variáveis em cada sítio potencial de terremoto ... ... a tensão pode-se acumular mais rapidamente ... Resistência local da rocha Tensão Terremotos Tempo ... ou menos rapidamente ... ... e a resistência da rocha pode variar com o tempo, causando terremotos em tempo e magnitude variáveis. Fig. 19.1
  • 8. Temp o Foco 5 segundos A ruptura continua a expandir-se como uma fissura ao longo do plano de falha. Quando a frente da ruptura atinge a superfície, ocorrem deslocamentos ao longo da linha de falha e as rochas da superfície começam a se recuperar de seu estado de deformado. 10 segundos A frente da ruptura progride através do plano de falha, reduzindo a tensão e permitindo que rochas de ambos os lados se recuperem. Ondas sísmicas continuam a ser emitidas em todas as direções à medida que a falha se propaga. A fissura da falha propaga-se Tensão Tensão Fissuras ao longo da falha na superfície Uma cerca construída através da falha de San Andreas perto de Bolinas foi deslocada por quase 3 metros depois do grande terremoto de São Francisco (1906). Temp o Temp o 20 segundos A ruptura progrediu ao longo de toda a extensão da falha. A falha atinge o seu deslocamento máximo e o terremoto cessa. Tensão Tensão 0 segundo A ruptura expande-se circularmente no plano de falha, propagando-se ondas em todas as direções Temp o Fig. 19.1
  • 9. Tensão 0 segundo A ruptura expande-se circularmente no plano de falha, propagando ondas sísmicas em todas as direções. Tempo Foco Fig. 19.1
  • 10. 5 segundos A ruptura continua a expandir-se como uma fissura ao longo do plano de falha. Quando a frente da ruptura atinge a superfície, ocorrem deslocamentos ao longo da linha de falha e as rochas da superfície começam a se recuperar de seu estado de deformado. Fissuras ao Tensão longo da falha na superfície Tempo Fig. 19.1
  • 11. 10 segundos A frente da ruptura progride através do plano de falha, reduzindo a tensão e permitindo que rochas de ambos os lados se recuperem. Ondas sísmicas continuam a ser emitidas em todas as direções à medida que a falha se propaga. Tensão A fissura da falha propaga-se Tempo Fig. 19.1
  • 12. Tensão 20 segundos A ruptura progrediu ao longo de toda a extensão da falha. A falha atinge o seu deslocamento máximo e o terremoto cessa. Tempo Fig. 19.1
  • 13. Uma cerca construída através da falha de San Andreas perto de Bolinas foi deslocada por quase 3 metros depois do grande terremoto de São Francisco (1906). Fig. 19.2
  • 14. Antes do terremoto Abalos precursores Foco do futuro grande terremoto Depois do terremoto Abalos secundários Foco do recente grande terremoto Fig. 19.3
  • 15. Termos relacionados a Terremotos foco: sítio da ruptura inicial epicentro: ponto na superfície acima do foco
  • 16. Sismologia • estudo da propagação de energia mecânica que é liberada pelos terremotos e explosões através da Terra • quando a energia é liberada dessa forma, ondas de movimento (similar ao efeito de uma pedra lançada em um lago) movem-se através das rochas vizinhas à origem da energia (o foco).
  • 17. Sismógrafo • aparelho usado para registrar movimentos da Terra. • fonte das “linhas sinuosas” que documentam terremotos e outros eventos sísmicos.
  • 18. (a) Sismógrafo desenhado para detectar movimentos verticais Mola Peso A Terra move cima para Caneta reA gitradora Terra move para baixo (b) Sismógrafo desenhado para detectar movimentos horizontais A Terra move para esquerda A Terra move para direita Peso Eixo Peso Fig. 19.4
  • 19. Sismógrafo desenhado para detectar movimentos verticais 1 – O peso é fixado em relação à Terra com certa folga (por uma mola) ... Mola Peso O chão move para cima Caneta regitradora O chão move para baixo 2 – ... de modo que não é elevado pelo movimento do chão e, assim, o movimento ascendente da Terra cause um movimento descendente relativo do peso e vice-versa. 3 – A caneta traça as diferenças de movimento entre o peso e o chão. Fig. 19.4
  • 20. Sismógrafo desenhado para detectar movimentos horizontais (L-W ou N-S) A Terra move para esquerda A Terra move para direita Peso Eixo Fig. 19.4
  • 21. Os três tipos diferentes de ondas sísmicas movem-se a diferentes velocidades Foco Minutos Manto Núcleo Sismógrafo 1 – As ondas sísmicas geradas por um terremoto propagam-se através da Terra e sobre sua superfície, atingindo um sismógrafo distante do evento. 2 – Ondas primárias, secundárias e de superfície propagam-se me diferentes velocidades e atingem um sismógrafo em instantes diferentes. Fig. 19.5
  • 22. Ondas Sísmicas • ondas começam por causa de uma inicial distensão ou compressão na rocha. • instrumentos usados para medir essas ondas são chamados sismógrafos
  • 23. Dois Tipos de Ondas de Terremotos • P ondas (compressional) 6–8 km/s. Paralela à direção do movimento (empurra-puxa), também chamadas de ondas primárias. Similar às ondas sonoras. • S ondas (cisalhante) 4–5 km/s. Perpendicular à direção do movimento (corda); também chamadas de ondas secundárias. Resultam do esforço cisalhante nos materiais. Não atravessam líquidos ou gases
  • 24. P – movimento da onda primárias e compressionais Onda compressional As ondas P propagam-se na forma de uma série de contrações e expansões, empurrando e puxando partículas na direção da trajetória percorrida. O quadrado vermelho representa o processo de contração e expansão da rocha à medida em que a onda passa. Fig. 19.5
  • 25. S – movimento da ondas secundárias e cisalhantes Crista da onda de cisalhamento Área em vermelho mostra como uma seção de rocha é deformada a partir de um quadrado para um paralelogramo à medida em que a onda S passa. Fig. 19.5 As áreas partículas são empurradas para cima e para baixo com a onda S, em direção perpendicular ao deslocamento da onda
  • 26. Superficial – movimento da onda A superfície do chão move-se verticalmente num movimento elíptico ondulante que se extingue à medida em que a profundidade aumenta. Direção da Onda A superfície do chão move-se lateralmente, sem movimento vertical. Direção da Onda Fig. 19.5
  • 27. Localizando um Epicentro • O intervalo de tempos da chegada das ondas P e S na estação de registro depende da distância do epicentro. • Portanto, nós precisamos no mínimo de três estações para determinar a localização de um epicentro.
  • 28. Leituras em diferentes estações sismográficas revelam a localização do epicentro do terremoto Sismógrafo Sismógrafo Epicentro Foco Sismógrafo 1 - As ondas sísmicas propagam-se concentricamente a partir do foco e atingem diferentes estações sismográficas em diferentes instantes. Fig. 19.6
  • 29. Tempo percorrido depois do início do terremoto (min) Leituras em diferentes estações sismográficas revelam a localização do epicentro do terremoto 2- O gráfico de tempo versus distância é chamado de curva de deslocamento tempo. Pelo fato das ondas se propagarem com o dobro de velocidade das ondas S, o intervalo entre as duas curvas de deslocamento temp aumenta com a distância. 3- Relacionando o intervalo observado com o espaçamento das curvas, um geólogo pode determinar a distância da estação ao epicentro. Um intervalo de 8 min corresponde a mais ou menos 5600 km de distância do epicentro. Distância percorrida do epicentro do terremoto (km) Fig. 19.6
  • 30. Leituras em diferentes estações sismográficas revelam a localização do epicentro do terremoto 4- Se o geólogo então traçar um círculo com o raio calculado a partir das curvas de deslocamentotempo entorno de cada estação sismográfica, ... 5- ... o ponto onde os círculos se interceptam será a localização do epicentro do terremoto.. Fig. 19.6
  • 31. Medindo a Força dos Terremotos 1. Superfície de deslocamento  Em 1964, um terremoto no Alasca deslocou algumas partes do assoalho oceânico cerca de 15 m.  Em 1906, o terremoto de São Francisco moveu o chão ~ 3 m. 2. Tamanho da área deslocada Alasca — 181.300 km2
  • 32. Medindo a Força dos Terremotos • Duração do tremor Até dezenas de segundos 3. Escalas de intensidade Baseada no dano e na percepção humana 5. Escalas de magnitude Baseada na quantidade de energia liberada
  • 33. Escala Richter • Escala de Richter: quantidade de energia recebida a 100 km do epicentro • Maior abalo já registrado = 8.9 (rochas não são suficientemente resistente para mais). • Terremotos com Magnitude < 2 não são sentidos pelas pessoas. • Escala é logarítmica: Aumento de 1 unidade = abalo 10 vezes maior Aumento de 1 unidade = 30 vezes mais energia
  • 34. Um geólogo mede a amplitude da maior onda sísmica (23mm) ... 100 Intervalo entre as ondas P e S (s) Distância (km) intervalo entre as ondas - 24 segundos Magnitude de Richter. Fig. 19.7 ... e o intervalo de tempo entre as chegadas das ondas P e S (24 s)para determinar a distância do epicentro até a estação. Por meio da plotagem dessas duas medidas nestes gráficos e conectando os pontos, o geólogo determina a magnitude Richter do terremoto (5.0).
  • 35. Liberação de energia (equivalente em quilogramas de explosivo) Magnitude Terremotos Energia equivalente Erupção da ilha de Krakatoa Maior teste nuclear do mundo (ex-URSS) Erupção vulcânica do Monte Santa Helena Bomba atômica de Hiroshima Média dos tornados Grande raio Atentado à bomba em Oklahomamoderado Raio Número de terremotos por ano (no mundo todo) Gráfico - Relação entre momento sísimico (escala da esquerda), liberação de energia (escala na direita), número de terremotos por ano (centro). Curva – intensidade dos terremotos (esquerda) e intensidade de liberação de energia (direita) Fig. 19.8 Pontos – Terremotos e distintos eventos
  • 36. Quadro 19.1 Escala de intensidade de Mercalli modificada Nível de Intensidade Descrição I Não é percebido, exceto por poucas pessoas em condições especialmente favoráveis. II Percebido por algumas poucas pessoas em repouso, especialmente nos andares mais altos dos prédios. Objetos delicadamente suspensos podem oscilar. III Capaz de ser percebido por pessoas em ambientes internos, sobretudo nos andares mais altos dos prédios. Muitas pessoas podem não reconhecê-lo como terremoto. Objetos suspensos delicadamente podem oscilar. Veículos parados podem balançar levemente. Vibração similar á passagem de um caminhão. IV Percebido em ambientes internos por muitas pessoas, e fora por poucas durante o dia. À noite, algumas acordam. Louças, janelas e portas são perturbadas; paredes fazem um barulho como se tivessem quebrando. Sensação como o de um caminhão pesado batesse em um prédio. Veículos parados balançam de forma perceptível. V Percebido por quase todos, muitos acordam. Algumas louças e janelas quebram. Objetos instáveis caem. Relógios com pêndulo podem parar. VI Sentido por todos, muitos se assustam. Alguns móveis pesados movem-se. Em alguns casos, pedaços de reboco se desprendem. Danos leves.
  • 37. Quadro 19.1 Escala de intensidade de Mercalli modificada Nível de Intensidade Descrição VII Danos desprezíveis em prédios bem projetados e bem construídos; danos leves a moderados em estruturas comuns bem construídas; danos consideráveis em estruturas mal construídas ou mal projetadas, alguns chaminés quebram. VIII Danos leves em estruturas especialmente projetadas para resistir a tremores; danos consideráveis em parte dos prédios comuns com colapso parcial. Danos enormes em estruturas mal construídas. Quedas de chaminés, materiais empilhados em indústrias, colunas, monumentos e muros. Móveis pesados virados. IX Danos consideráveis em estruturas especialmente projetadas para resistir a tremores; estruturas comuns bem construídas saem do prumo. Danos enormes em prédios bem construídas. Alicerces de prédios são deslocados. X Algumas estruturas de madeira bem construídas desmoronam; a maioria das estruturas de concreto e de madeira é destruída com os seus alicerces. Trilhos recurvam-se. XI Poucas estruturas de alvenaria permanecem em pé. Pontes caem. Trilhos ficam muito curvados. XII Destruição total. Linhas de visão e de prumo são distorcidas. Objetos são arremessados no ar.
  • 38. Intensidades de Mercalli associadas ao terremoto de 1881 em New Madrid, Missouri de escala entorno de 7,5 Perceba uma diminuição das escalas de intensidade: não havia muitas pessoas vivendo a Oeste desse terremoto, assim não há observações disponíveis. Intensidade de até VI foram observadas a 200 km do epicentro. Fig. 19.9
  • 39. Principais Tipos de Movimentos de Falhas Iniciadores de Terremotos (b) Falha Normal (a) Linha de Falha Forças de Tensão (c) Falha de Empurrão (d) Falha Transcorrente Forças de Compressão Forças de Cisalhamento Mergulho Fig. 19.10
  • 40. Situação antes da Ocorrência do Movimento Linha de falha M er gu l ho Fig. 19.10
  • 42. Falha de Empurrão Forças de Compressão Fig. 19.10
  • 43. Falha Transcorrente Forças de Cisalhamento Fig. 19.10
  • 44. Determinando o Tipo de Terremoto a partir dos Dados Sísmicos Movimentos de Falha de diferentes tipos (normal, de empurrão, transcorrente) produzirão ondas sísmicas com características distintas
  • 45. Estações sismográficas Primeiro movimento (empurrão a partir do epicentro) Primeiro movimento (puxão a partir do epicentro) Primeiro movimento (empurrão a partir do epicentro) Falha O primeiro movimento das ondas p atinginPrimeiro movimento do estações sismográficas é usado para (puxão a partir a orientação do plano de falha e a direção do epicentro) do deslizamento. O caso mostrado aqui é para a ruptura de uma falha transcorrente dextral (à direita). Fig. 19.11
  • 46. Distribuição dos Terremotos • não é aleatória • focada ao redor das placas tectônicas (mas também ocorrem no interior placas*) * O slide 37 com a figura 19.9 é um exemplo de um terremoto ocorrido no interior das placas ou intra-placas com intensidades relativamente grandes ao contrário do que é usual .
  • 47. Sismicidade no mundo de 1976 a 2002 em diferentes profundidades de foco Profundidad e ≤ 50 km (foco raso) 50-300 (foco intermediário) > 300 km (foco profundo) Fig. 19.12
  • 48. (a) Dorsal mesoceânica (divergência) Falhamento normal Falha transformante (cisalhamento lateral) Vale em rifte (divergência) (b) Fossa oceânica (convergência) Litosfera Litosfera Astenosfera Astenosfera Fig. 19.13
  • 49. Dorsal mesoceânica (divergência) Falhamento normal Falha transformante (cisalhamento lateral) Vale em rifte (divergência) Litosfera Astenosfera Os terremotos rasos coincidem com o falhamento normal, em limites divergentes, e como o falhamento transcorrente, em falhas transformantes. Fig. 19.13
  • 50. Fossa oceânica (convergência) Litosfera Astenosfera Os grandes terremotos rasos Fig. 19.13 Os terremotos de foco ocorrem principalmente em intermediário ocorrem falhas de empurrão, em Os terremotos de na placa limites de placas. foco profundo descendente. Fig. placa ocorrem na 19.13
  • 51. Na planície de Carrizo, na Califórnia Central, a Falha de Santo André é paralela ao movimento relativo entre a placa Falha de Santo André Montanhas de São Gabriel do pacífico e a placa norte-americana e o falhamento é transcorrente dextral Traços de falhas do Sul da Califórnia Placa Norte Americana Placa do Pacífico Los Angeles Movimento da Placa pacífica em relação ao movimento da Placa Norte Americana Fig. 19.14 A grande curva para o oeste na Falha de Santo André faz a placa Pacífica comprimir-se contra a a placa norte-americana, causando falhamentos de empurrão na região de Los Angeles, ao sul da falha. Fig. 19.14 Essa convergência eleva as montanhas de São Gabriel
  • 52. Terremotos do Sul da Califórnia (Julho 1970 – Junho 1995 Northridge,1994 Magnitude, 69 São Fernando, 1971 Landers 1992 Magnitude, 69 Magnitude, 69 Legenda Julho 1970 – Junho 1995 Fig. 19.14
  • 53. Quadro 19.2 Terremotos recentes de interesse especial Evento Mag nitude Efeitos geológicos Destruição Loma Prieta, Califórnia Outubro de 1989 7,1 Intensidade máxima em partes de Oakland e São Francisco; deslizamentos de terra; liquefação do solo; pequeno tsunami em Monterey 60 mortos; 3.757 feridos; danos de 7 bilhões de dólares Landers, Califórnia Junho de 1992 7,3 Falhamento da superfície ao longo de um segmento de 70 km com até 5,5 m de deslocamento horizontal e 1,8 m de deslocamento vertical 1 morto; 400 feridos; danos substanciais Northridge, Califórnia Janeiro de 1994 6,9 Soerguimento máximo de 15 cm nas Montanhas de Santa Susana; muitos deslizamentos de rochas; rachaduras no chão liquefação do solo. 58 mortos; 7.000 feridos; 20.000 desabrigados danos de 20 bilhões de dólares Norte da Bolívia Junho de 1994 8,2 A 637 km de profundidade; o mais profundo registrado; primeiro terremoto na América do sul que foi sentido na América do Norte, inclusive Canadá Muitas pessoas mortas. Kobe, Japão Janeiro de 1995 6,9 Falhamento da superfície por 9 km com deslocamento horizontal de 1,2 a 1,5 m liquefação do solo. 5502 mortos; 36.896 feridos; 310 mil desabrigados danos sérios
  • 54. Quadro 19.2 Evento Terremotos recentes de interesse especial Magnitude Efeitos geológicos Destruição Norte do Irã Maio-junho de 1997 7,3 Rara seqüência de grandes terremotos deslizamentos. 1567 mortos; 2.300 feridos; 50 mil desabrigados grandes estragos. Papua – Nova Guiné Julho 1998 7,0 Tsumani de 7 m 3000 mortos; diversos vilarejos destruídos. Izmit, Turquia Agosto de 1999 7,4 O sétimo de uma série desde de 1939 migração à Oeste ao longo da falha transcorrente no N da Anatólia; deslocamento dextral máximo de 5m 15.000 mortos dezenas de desaparecidos Gujarat, Índia Janeiro de 2001 8,0 Terremoto intraplaca sem ruptura superficial 20.000 mortos Denali, Alasca Dezembro de 2002 7,9 Maior terremoto do continente norte-americano desde 1906; múltiplos eventos com 400 km de superfície abalada; extensos deslizamentos Muito pequena em áreas selvagens remotas; o oleoduto Trans-Alasca não rompeu porque foi especialmente projetado para cruzar a falha de Denali
  • 55. Estragos devido aos terremotos 1. movimento do solo “Terremotos não matam pessoas, edifícios matam pessoas.” 2. fogo 3. ondas de maré (tsunami) geram velocidades de até 500–800 km/h em mar aberto; somente ~ 1m de altura mas tornam-se maiores quando a água atinge o raso.
  • 56. Estragos devido aos terremotos 4. deslizamentos • todos os tipos de movimentos de massa • liquefação – súbita perda de coesão em sedimentos saturados com água • prédios caem intactos 5. Inundação • rompimento de barragem • mudança dos cursos dos rios
  • 57. Fig. 19.15 Dezesseis pessoas morreram no condomínio Northridge Meadows, em Los Angeles, durante o terremoto de Northridge em 1994. As vítimas viviam no primeiro andar e foram esmagadas quando os andares superiores colpsaram. Muitos outros prédios como este teriam colapsado se as edificações mais novas da área não tivessem sido Fig. construídas de acordo com estritos códigos para resistência dos terremotos. 19.15
  • 58. Via expressa elevada em Kobe, Japão revirada durante o terremoto de 1995. Fig. 19.16
  • 59. Origem da avalanche As cidades montanhosaas de Yungay e Ranrahirca, Peru, foram soterradas um deslizamento, desencadeado durante o terremoto de magnitude 8, em 1970. Fig. 19.17
  • 60. Geração de tsunâmis Falha inversa  O movimento do assoalho Fig. 19.18 oceânico durante durante um terremoto produz a ascenção de água que se move como uma longa onda marítima ou tsunami.  Um tsunâmi tem apenas alguns centímetros de altura no oceano profundo, mas em águas rasas costeiras pode aumentar vários metros quando as ondas acumulam-se
  • 61. Simulação em computador de um tsunami causado por um terremoto de magnitude 7,7 nas Ilhas Aleutas Epicentro Fig. 19.18  A onda principal do atinge as Ilhas do Havaí cerca de 4h 30 min após o terremoto
  • 62. Perigo & Risco Sísmico Perigo – medida da intensidade da vibração sísmica do chão e do rompimento do chão que podem ser esperados a longo prazo em um lugar específico. Risco – dano que pode ser esperado a longo prazo em um lugar específico. Depende do perigo sísmico, da concentração humana e da vulnerabilidade das estruturas construídas.
  • 63. Perigo Potencial de Terremotos, USA Perigo mais alto Estados Unidos Continental Perigo mais baixo Fig. 19.19
  • 64. Mapa de Risco Sísmico, USA Maiores prejuízos esperados Menores prejuízos esperados Estados Unidos Continental Fig. 19.20
  • 65. Perigo Potencial de Terremotos em Todo Mundo Perigo sísmico mais alto Perigo sísmico mais baixo Fig. 19.21
  • 66. Redução de riscos em terremotos 1. Caracterização do perigo sísmico aumento do conhecimento sobre falhas 2. Políticas de uso do solo restrição do ocupação em áreas sísmicas 3. Engenharia de terremotos projetos adequados à abalos sísmicos. 4. Resposta de emergência socorro rápido às áreas muito afetadas. 5. Advertência sobre terremotos em tempo real transmissão de informação para os locais que serão afetados..
  • 67. Barreira contra tsunâmis na cidade de Taro, Japão
  • 68. Conjunto habitacionais próximos à zona de falhas de Santo André, Península de São Francisco antes que o estado passasse a ter leis restringindo essa prática. A linha branca indica de forma aproximada a linha de falha, ao longo da qual o chão rompeu-se e deslocou-se cerca de 2 m durante o terremoto de 1906. Fig. 19.22
  • 69. Demonstração pública de procedimentos de segurança em no Japão. Box 19.2
  • 70. Predição de Terremoto • Longo prazo — imprecisa (mas possível) • Curto prazo — precisa (muito difícil) • Nós não podemos deter os terremotos, então nós temos de nos preparar para eles.
  • 71. Sismicidade no Brasil • Estudos mais detalhados a partir da década de 70 • Maior quantidade de dados no Nordeste e Sudeste reflete o processo histórico de ocupação e distribuição da população.
  • 72.
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  • 74.
  • 75. Sismos e Barragens • A sobrecarga da massa de água e o aumento da pressão nos poros e fraturaa da rocha dispara a liberação de tensões préexistentes. (ver figura 19.1) • Todas as grandes barragens operam sismográfos.
  • 76.
  • 77.
  • 78.
  • 79. Estrutura da Terra • velocidade das ondas sísmicas depende da composição, do estado físico do material e da pressão • nós podemos usar o comportamento das ondas sísmicas afim de que ele nos conte sobre o interior da Terra • quando as ondas movem de um tipo de material para um outro, elas mudam a velocidade e a direção.
  • 80. Comportamento das Ondas Sísmicas • Como qualquer fenômeno ondulatório (por exemplo a luz), a direção de propagação das ondas sísmicas muda (refrata) ao passar de um meio de velocidade V1 para outro com velocidade V2, • As ondas sísmicas comportam-se de acordo com a lei de Snell.
  • 81. Raios incidentes Raio refratado Raios refletidos Fig. 21.1 Esse experimento mostra a reflexão e a refração (desvio de direção quando as ondas atravessam materiais diferentes). Os raios laser entram pelo topo incidem em um espelho no fundo do globo e são por refletidos. Um raio é refletido pela superfície da água e incide na mesa. O outro atravessa a superfície da água e refrata ao encontrar o ar.
  • 82. Lei de Snell (a) Quando a onda passa de um meio de menor velocidade para um meio de maior velocidade, a direção da onda se afasta da normal á interface (b) Quando a onda passa de um meio de maior velocidade para um meio de menor velocidade, a direção da onda se aproxima da normal á interface
  • 83. Lei de Snell No caso das ondas sísmicas, parte da energia da onda incidente P (ou S) pode transformar-se em ondas S (ou P) sempre obedecendo a Lei de Snell.
  • 84. Quando a velocidade aumenta gradualmente com a profundidade, equivale a uma sucessão infinita de camadas extremamente finas (a) e as ondas percorrem uma trajetória curva, devido à constante mudança de direção da onda (b).