O documento descreve vários aspectos da vulcanologia e sismologia. Aborda temas como tipos de erupções vulcânicas, classificação e características dos magmas, atividade vulcânica secundária, placas tectônicas, abalos sísmicos, ondas sísmicas e mais.

1. by: Renata Sofia
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Métodos de estudo da geosfera terrestre
Métodos diretos:

2. by: Renata Sofia
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3. by: Renata Sofia
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Vulcanologia
Vulcanismo - Os fenómenos de vulcanismo constituem uma manifestação da
energia que existe na Terra.
Vulcanismo primário - Caracteriza-se pela ocorrência de erupções vulcânicas.
Vulcanismo secundário - Após o período activo, um vulcão entra na fase de
repouso, com manifestações secundárias ou formas atenuadas de vulcanismo.
Vulcão – Abertura na superfície da Terra, através da qual a lava (magma fundido
e parcialmente desgaseificado) e outros materiais são expelidos do interior da Terra.
Erupção vulcânica - Ascensão e desgaseificação de um magma que originará, em
consequência da sua consolidação, lavas e posteriormente rochas vulcânicas.
Tipos de erupções
Origem do magma - A astenosfera é uma zona do manto superior na qual se
verifica a fusão de uma pequena fracção de rocha devido aos valores de pressão e
temperatura. Esta fracção fundida, menos densa, tende a ascender e a concentrar-se
em câmaras magmáticas.
Magma - Material silicatado, total ou parcialmente fundido e provido de
mobilidade. Devido à sua mobilidade e temperatura, as rochas encaixantes (que
envolvem a câmara magmática) estão submetidas a enormes pressões. Quando o
limite de resistência é ultrapassado, os materiais rochosos encaixantes quebram e o
magma ascende até à superfície.

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Classificação dos magmas
Maior percentagem de sílica (>% de sílica) = ácidos ou graníticos
Menos percentagem de sílica (<% de sílica) = básicos ou basálticos
Caraterísticas dos magmas
Magmas graníticos:
 Grande % de sílica;
 Ácidos;
 Viscosos;
 Claros;
 Ponto de fusão baixo;
 Densidade baixa;
 Formam piroclastos.
Magmas basálticos:
 Pequena % de sílica;
 Básicas;
 Fluidos;
 Escuros;
 Ponto de fusão elevado;
 Densidade elevada;
 Forma lavas.
Tipos de materiais expelidos: Sólidos, líquidos e gasosos.
Sólidos ou piroclásticos:
 Poeiras ou cinzas < 2 mm
 Lapili ou bagacina 2-64 mm
 Bombas ou blocos < 64 mm
 Pedras-pomes

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Líquidos
 Fluidos: Ricos em minerais ferromagnesianos
 Viscosos: Ricos em sílica
Gasosos
 Dióxido de carbono
 Vapor de água
 Monóxido de enxofre
 Dióxido de enxofre
 Cloretos
 Ácido clorídrico
Tipos de actividade vulcânica – Explosiva, efusiva e mista.
Erupções explosivas - As lavas são muito viscosas, fluem com dificuldade e
impedem a libertação de gases, ocorrendo por isso, violentas explosões. Devido à sua
viscosidade, a lava, por vezes, não chega a derramar constituindo estruturas
arredondadas, chamadas domas ou cúpulas. Noutras situações a lava solidifica
mesmo dentro da chaminé, formando agulhas vulcânicas, que podem mais tarde
ficar a descoberto devido à erosão do cone. Nas erupções explosivas os cones são
essencialmente formados pela acumulação de piroclastos.
Erupções efusivas - O magma é fluído, a libertação de gases é fácil e a erupção é
calma, com derramamento de lava abundante a altíssima temperatura. A lava
desliza rapidamente, espalhando-se por grandes distâncias. Se os terrenos forem
planos, a lava pode cobrir grandes áreas, constituindo os mantos de lava. Se houver
declive acentuado, pode formar "rios" ou escoadas de lava, denominados correntes de
lava ou também escoadas lávicas. Os vulcões predominantemente efusivos, quando
formam cones, são baixos, pois a lava espalha-se por grandes superfícies. O
vulcanismo dos fundos oceânicos é do tipo efusivo.

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Erupções mistas - Assumem aspectos intermédios entre os descritos, observando-se
fases explosivas que alternam com fases efusivas. Nas erupções intermédias formam-
se cones mistos, em que alternam camadas de lava com camadas de piroclastos. As
explosões são explicadas pela entrada de água na chaminé ou na câmara
magmática, que devido às altas temperaturas, se vaporizou, originando uma grande
quantidade de água. Por essa razão, deu-se um aumento da pressão interior,
tornando a erupção periodicamente explosiva.
Tipos de lavas – Escoriáceas, encordoadas e “pillow lava”.
Escoriáceas - lavas fluidas que se deslocam lentamente. Após a sua solidificação
originam superfícies ásperas, rugosas e irregulares devido à perda rápida de gases.
Encordoadas - lavas muito fluidas que fluem sob uma crosta consolidada e que se
deslocam com grande facilidade. Após a sua solidificação originam superfícies lisas e
de aspecto semelhante a cordas.
Pillow lava - características das erupções submarinas, têm formas arredondadas
devido ao movimento das águas (parecidas com almofadas).
Vulcanismo secundário - Após o período activo, um vulcão entra na fase de
repouso, com manifestações secundárias ou formas atenuadas de vulcanismo nas suas
imediações.
Fumarolas - Emissão de produtos residuais gasosos.
Mofetas - Ricas em água e dióxido de carbono; temperatura mais baixa.
Sulfataras - Ricas em ácido sulfídrico que reage com o oxigénio, dando origem à
libertação de dióxido de carbono e à formação de depósitos de enxofre.

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Nascentes termais - Emanações ricas em água, dióxido de carbono e sais minerais.
Temperatura elevada. Origem profunda águas magmáticas ou juvenis águas
meteóricas.
Géiseres - Emanações de água a elevadas temperaturas. Repuxos intermitentes e
periódicos atingindo grandes altitudes.
Caldeira - Lago ou lagoa formado em consequência da subsidência (abatimento) e
colapso da cratera, devido ao esvaziamento parcial da câmara magmática.
Vulcanismo associado às placas tectónicas

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Hot spot

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Sismologia
Abalos premonitórios – Movimento brusco da crusta terrestre, de pequena
duração e de fraca intensidade, que ocorre antes do sismo principal. Os abalos
premonitórios, também designados preliminares, são, afinal, pequenos sismos que
precedem o sismo principal, claramente mais intenso.
Réplicas – Sismos de menor intensidade que ocorrem após o sismo principal.
Hipocentro – Local no interior da Terra onde o sismo tem origem.
Epicentro – Local à superfície onde o sismo é sentido com maior intensidade,
localiza-se na vertical do hipocentro (se for na crosta oceânica, dá-se um maremoto).
Fenómenos que estão na origem dos sismos
Naturais:
 Movimentos tectónicos (são os mais frequentes e perigosos)
 Abatimento de terrenos
 Fenómenos vulcânicos (o magma ao ascender poe provocar pequenos abalos
sísmicos)
Artificiais:
 Provocados pelas atividades humanas (enchimento de barragens, explosões
em minas, pedreiras e outros, explosões nucleares)
“Por vezes os sismos artificiais são induzidos, para fins investigativos (usado
como método indirecto para estudar a geosfera terrestre).”

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Forças que desencadeiam sismos
Forças compressivas – Atuam sobre as rochas e tendem a reduzir o seu volume,
podendo originar a sua fratura.
Forças distensivas – Atuam sobre as rochas e tendem a alongá-las ou a provocar-
lhes fraturas.
Forças de cisalhamento – Provocam movimentos paralelos em sentidos opostos e
tendem a fraturar rochas.
Natureza dos materiais:
 Elástica – Após a aplicação da força os materiais retornam à sua forma
inicial.
 Plástica – Após a aplicação da força os materiais mantêm a sua
deformação.
 Rígida – Com a aplicação da força os materiais partem/fraturam.

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Se for ultrapassado o limite de elasticidade e plasticidade dos materiais,
eles vão partir.
Comportamento dos materiais
Frágil – Sujeitos a tensões, os materiais tendem a partir facilmente. Este tipo de
comportamento está associado a materiais de natureza rígida em condições de baixa
temperatura e pressão e relaciona-se com a formação de falhas.
Dúctil – Sujeitos a tensões sofrem alterações permanentes de forma e/ou volume,
sem chegarem a fraturar. Este tipo de comportamento está associado a materiais
que adquirem uma natureza plástica em condições de temperatura e pressão mais
elevadas e relaciona-se com a formação de dobras.
Ductilidade – Propriedade que representa o grau de deformação que um material
suporta até ao momento da sua ruptura. Materiais que suportam pouca, ou
nenhuma deformação são considerados materiais frágeis.

12. by: Renata Sofia
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Teoria do ressalto elástico
Tensões exercidas nas rochas provocam o
acumular de energia potencial e a sua lenta
deformação (o atrito e a resistência das rochas
impede que ocorra já uma deslocação).
Ultrapassado o limite de resistência/
elasticidade/ plasticidade e o atrito dessas
rochas (comportamento frágil) ocorre o
ressalto dos blocos rochosos, os quais se irão
movimentar de forma brusca.
A energia acumulada (por vezes durante
séculos) é agora libertada (em parte sob a
forma de calor, mas também sob a forma
de ondas sísmicas que se propagam no
interior da Terra).
A energia liberta-se em profundidade,
mas atinge a superfície terrestre, porquê?
Porque as ondas sísmicas são o veículo de
transmissão dessa energia.
A teoria do ressalto elástico foi estabelecida por H. F. Reid
com base em estudos geodésicos que realizou após o sismo
de 1906 em São Francisco, Califórnia, de um e do outro
lado do segmento da falha de Santo André que sofreu
ruptura durante este sismo (é bem evidente que ocorreu
um deslocamento).
Sismo = Relaxamento do planeta
Vibração elástica de partículas dos materiais rochosos do globo terrestre originada
pela libertação de energia acumulada.

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Sismos profundos e superficiais
Dificilmente sismos com epicentro num domínio continental apresentam um foco
superior a 20 km de profundidade.  Porquê?
É a partir dessa profundidade, com o acréscimo da temperatura, as rochas começam
a assumir um comportamento mais dúctil. A não ser que se trate de um local de zona
de subducção. Aí sim, e devido às enormes pressões, o ponto de fusão dos materiais
rochosos é mais elevado e eles podem comportar-se como frágeis a uma maior
profundidade.
As ondas sísmicas
Quando ocorre um sismo, a energia libertada a partir do hipocentro provoca a
vibração elástica das partículas circundantes mais próximas, fazendo com que estas se
desloquem (oscilam e voltam à posição inicial).
Este momento é depois transmitido partícula a partícula pelo interior da Terra,
ocorrendo assim a sua propagação – ondas sísmicas.
Raio sísmico – Trajectória perpendicular à frente de
onda.
Frentes de onda – Superfície que separa as
partículas que já entraram em vibração daquelas que
ainda estão estáticas (nessa superfície todos os pontos
se encontram no mesmo estado de vibração).
Tipos de ondas sísmicas
Ondas profundas – Propagam-se no interior da Terra. São muito estudadas, o
conhecimento da sua velocidade de propagação é que permite deduzir as diferentes
propriedades dos materiais do interior da Terra, bem como a que profundidades
essas diferenças se encontram.  Ondas P e S.
Ondas superficiais – Propagam-se apenas à superfície da Terra. A chegada das
ondas profundas à superfície desencadeia a formação deste tipo de ondas, que são
mais lentas, responsáveis pela destruição, responsáveis pela destruição e se propagam
a uma velocidade constante.  Ondas L e R.
Os diferentes tipos de ondas sísmicas, distinguem-se:
 Pelo tipo de movimento que provocam nas partículas;
 Pelos locais onde se propagam;
 Pela sua velocidade.

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Ondas P – (ondas primárias, longitudinais ou compressivas)
 São as primeiras a serem
registadas pelos sismógrafos;
 São as mais rápidas;
 Provocam nas partículas
dos materiais rochosos uma
vibração paralela à direcção de
propagação;
 A sua passagem provoca
alternadamente movimentos de
compressão e distensão,
ocorrendo variação do volume;
 A sua velocidade varia com a densidade e rigidez dos materiais atravessados;
 Propagam-se em meios sólidos, líquidos e gasosos.
Ondas S – (ondas secundárias ou transversais)
 São registadas pelos sismógrafos
alguns instantes após a chegada das
ondas P;
 São mais lentas que as ondas P;
 Provocam nas partículas dos
materiais rochosos uma vibração
perpendicular à direcção de
propagação;
 A sua passagem provoca mudanças na forma do material (deformação), no
entanto, sem ocorrer variação do volume;
 A sua velocidade varia com a densidade e rigidez dos materiais atravessados;
 Só se propagam em meios sólidos.
A – Ondas P
B – Ondas S

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Ondas superficiais
Ao atingirem a superfície, as ondas P e S interferem com ela e originam as ondas de
superfície – estas caracterizam-se por apresentarem uma grande amplitude e, por
isso são as que causam maiores prejuízos.
Ondas R
 As partículas manifestam movimentos circulares (retrógrados) num plano
perpendicular à propagação da onda;
 São lentas, apresentam grande amplitude e uma velocidade constante.
Ondas L
 As partículas movem-se em “zig-zag” (horizontalmente e perpendicular à
propagação da onda);
 São lentas, apresentam grande amplitude e uma velocidade constante.
Como é possível saber-se que as ondas P se propagam em meios
sólidos, líquidos e gasosos?
Geram-se ondas de natureza sísmica em
laboratório, às quais se submetem
diferentes tipos de rochas em diferentes
estados físicos. Regista-se a velocidade das
ondas e compara-se depois com a
velocidade real das ondas no interior da
Terra (através da análise de sismogramas).
Assim e indirectamente, conhece-se o
interior do planeta Terra.

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Propriedades das ondas – (geral)
Amplitude – Distância
máxima de afastamento de
uma partícula em relação à
sua posição em repouso.
Período – Tempo que
decorre entre uma oscilação
completa.
Frequência – Número de
oscilações num dado
período de tempo.
Estudo de ondas sísmicas
Num sismograma nunca aparece uma linha perfeitamente reta, é que existe
“barulho/ ruído de fundo” – agitação industrial, circulação de automóveis,
etc… Todas estas vibrações ficam registadas.
Existem vários tipos de sismógrafos:
 Verticais;
 Horizontais (N-S) e (E-W).
Baixa amplitude.
Menos destrutivas
que as ondas S ou
de superfície.
As ondas S têm uma
amplitude superior às ondas
P.
As ondas superficiais têm
uma grande amplitude e
são de longa duração.
Destrutivas

17. by: Renata Sofia
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Variação do tempo de chegada das ondas sísmicas e a sua relação
com a distância ao epicentro
Quanto mais distante do epicentro, maior é o atraso verificado entre
a chegada das ondas P, em relação às ondas S.  Porquê?
Sendo as ondas S mais lentas, quanto mais distante do epicentro se localiza uma
estação sismográfica mais se acentua esta diferença de tempo.
É este atraso nos tempos de chegada entre as ondas P e S que permite
determinar a distância epicentral (distância da estação sismográfica ao
epicentro).  Basta recorrer a gráficos padrão de tempo-distância.
Maior atraso  Maior distância ao epicentro
Para conhecer a localização do epicentro, e não a distância ao epicentro. Para
isso precisamos de 3 ou mais estações sismográficas
Velocidade de propagação das ondas sísmicas no interior da Terra
Se a Terra fosse uma esfera homogénea, ou seja, se a composição e propriedades
físicas dos materiais fossem idênticas em qualquer ponto do Globo, a velocidade das
ondas sísmicas devia manter-se constante em qualquer direcção e as trajectórias dos
raios sísmicos seriam retas.

18. by: Renata Sofia
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Se a velocidade de propagação das ondas sísmicas é tanto maior quanto mais
profundamente elas mergulham, tem de concluir-se que a rigidez aumenta muito
mais com a profundidade do que a densidade.
Por que motivo as trajectórias dos raios sísmicos através da Terra são
curvilíneas?
Se considerarmos vários meios em que haja um
aumento regular da velocidade com a
profundidade o trajeto dos vários raios sísmicos,
através desses meios, terá a concavidade virada
para a superfície em virtude de a série de
refracções dar origem a ondas com a concavidade
voltada para cima.
Descontinuidade – Superfície que separa meios
com propriedades físicas diferentes.
1 - Como se explica que a estação
A receba apenas um conjunto de
ondas P e S?
2 - Relacione a informação dada
por Mohorovicic com os dados dos
esquemas.
3 - Que caraterísticas dos materiais
podem explicar o diferente
comportamento dos dois conjuntos
de ondas P e S, registados em
determinadas estações.

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1 – Conhecendo exactamente a distância epicentral, bem como o momento preciso
em que ocorreu o sismo, Mohorovicic pensou que um grupo de ondas P e S seguiu um
caminho mais direto entre o foco e a estação com a velocidade prevista,
correspondente à velocidade calculada pela crosta.
2 – Um grupo de ondas P e S seguiu um caminho mais direto entre o foco e a
estação. Outro grupo de ondas devia ter encontrado um meio com rigidez e outras
caraterísticas físicas diferentes e teria desviado a trajectória e modificado a
velocidade das ondas. Este último grupo devia ter sido refratado no interior da Terra,
a sua velocidade aumentou tendo chegado à estação C antes das ondas do primeiro
grupo.
3 – Às estações localizadas até 200 km do epicentro só chegam as ondas que se
propagam através da crosta, com uma velocidade mais baixa. As estações
localizadas entre 200 e 800 km dois tipos de ondas P e dois tipos de ondas S: as
ondas propagadas na crosta e ondas refratadas no manto, que chegam mais cedo,
pois atingem maior velocidade. Estações localizadas a maiores distâncias apenas
recebem ondas refratadas no manto. Os meios apresentam densidade e rigidez
diferentes.
Descontinuidade de Mohorovicic
Presumiu que existia um limite
que define a transição entre a
crosta e o manto. Atualmente
designa-se por descontinuidade
de Mohorovicic ou
descontinuidade de Moho. Esta
descontinuidade situa-se a
profundidades entre os 5 a 10 km
nas placas oceânicas e os 35 a 70
km nas placas continentais.
A maior velocidade das ondas sísmicas nas placas
oceânicas é explicada pelo facto de serem
formadas por rochas basálticas maís rígidas do
que as rochas graníticas que compõem os
continentes.

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Zona de baixas velocidades
1 – A partir da descontinuidade de Moho a velocidade das ondas aumenta,
começando a diminuir a partir dos 100 km.
2 – Entre os 100 e os 210 km a velocidade das ondas diminui, voltam a partir daí a
aumentar lentamente.
3 – A zona de baixa velocidade deve justificar-se pela mudança de estado físico da
matéria que constitui a zona em questão. Será uma zona pouco rígida, mais plástica.
4 – Um dos pontos da teoria da tectónica de placas assenta no facto das placas
flutuarem sob uma zona mais plástica, a astenosfera, o que corresponderá à zona de
baixas velocidades
1 – As ondas sísmicas sofrem refracção e descontinuidade entre o meio I e o meio II.
2 – As ondas terão passado por um meio mais rígido, pelo que a velocidade de
propagação das ondas aumentou.
3 – Pelo facto de a velocidade de propagação aumentar, pode-se inferir que o meio
II é mais rígido do que o meio I.