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Carregado porJosé Luís Alves
Sismologia
O documento aborda o estudo da sismologia, que investiga os tipos e causas dos sismos, destacando sismos artificiais e naturais, além de explicar suas origens como sismos vulcânicos, de colapso e tectônicos. Também são discutidos os conceitos de elasticidade e a teoria do ressalto elástico, que descreve a liberação de energia durante a ruptura de rochas. O texto finaliza com a menção a escalas de medição de sismos, como a escala de Richter e a escala de Mercalli, que avaliam a magnitude e os efeitos dos sismos.
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- 1. José Luís Alves Sismologia Biologiae Geologia 10º ano
- 2. José Luís Alves Tipose causas dos sismos Sismos Artificiais Resultam da atividade humana, como por exemplo, os sismos gerados por explosões artificiais (minas, pedreiras) ou por colapso em zonas mineiras. Sismos naturais Resultam de causas naturais e tendo em conta a sua origem, podem ser: Sismos vulcânicos Originados pelo movimento brusco do magma ou durante o seu movimento ascensional até à superfície. Sismos de colapso Originado pelo colapso de certas estruturas geológicas, como cavernas, ou devido a movimentos em massa. Sismos tectónicos Gerados pela rotura das rochas quando estão sobre a ação de fortes tensões tectónicas devido ao movimento das placas litosféricas
- 3. José Luís Alves Sismologia Éo estudo da passagem de ondas elásticas através da Terra. Quando ocorre um sismo, parte da energia libertada viaja na forma de ondas elásticas. Estas ondas são amplificadas e registadas em sismógrafos. O registo das ondas sísmicas constitui um dos métodos mais eficazes de estudar o interior da Terra.
- 4. José Luís Alves Comportamentodos materiais Comportamento elástico A deformação é proporcional à força aplicada e é reversível, isto é, depois de removida a força, o corpo regressa à sua forma original. Comportamento plástico ou dúctil A relação tensão-deformação deixa de ser linear e a deformação passa a ser irreversível. Se o material for dúctil formam-se dobras. Comportamento frágil A relação tensão-deformação ultrapassa o limite de plasticidade originando fraturas ou falhas.
- 5. José Luís Alves Teoriado Ressalto Elástico Proposta por Henry Reid em 1911 após estudar o sismo de 1906 em S. Francisco, Califórnia, de um e do outro lado do segmento da falha de Sto. André que sofreu rotura durante o sismo. Quando o material rochoso fica sujeito a um nível de tensão que ultrapassa o seu limite elástico, dá-se a deformação das rochas.
- 6. José Luís Alves Teoriado Ressalto Elástico Os movimentos tectónicos geram tensões junto às rochas, que vão sendo acumuladas sob a forma de energia potencial. Quando num dado momento, sob a ação das tensões tectónicas, é ultrapassado o limite de elasticidade duma rocha que tenha comportamento frágil, verifica-se a rotura e o movimento entre os dois blocos, sendo libertada em energia elástica acumulada, sob a forma de calor e sob a forma de ondas sísmicas.
- 7. Teoria do RessaltoElástico A tensão acumula-se durante anos até que é atingida a tensão de cedência. A terra cede por rotura frágil instantaneamente (em segundos). O sismo é o deslocamento instantâneo no plano de falha. Gera as ondas sísmicas. José Luís Alves
- 8. Ondas sísmicas A Terraé constituída por uma sucessão de camadas estratificadas e homogéneas. As ondas sísmicas são refletidas e refratadas nos meios com densidades diferentes. José Luís Alves
- 9. Ondas profundas ou volúmicas Ondassuperficiais Principais tipos de ondas sísmicas P - Primárias S - Secundárias 5 km/s 2-3 km/s L - Love R - Rayleigh José Luís Alves
- 10. José Luís Alves Asondas superficiais propagam-se apenas nas camadas próximas da superfície. Têm maior amplitude e maior período que as ondas de profundidade ou volúmicas. Ondas sísmicas
- 11. José Luís Alves OndasP Movimentam as partículas do solo comprimindo-as e dilatando-as. O movimento das partículas é paralelo à direção de propagação da onda. Atravessam meios sólidos, líquidos e gasosos. São semelhantes ao movimento das ondas de som. Ondas volúmicas ou de profundidade
- 12. José Luís Alves Ondasvolúmicas ou de profundidade Ondas S Movimentam as partículas do solo perpendicularmente à direção de propagação da onda. Propagam-se apenas em meios sólidos.
- 13. José Luís Alves Ondasvolúmicas ou de profundidade
- 14. Ondas Love Apresentam movimentohorizontal e as partículas do meio vibram perpendicularmente à direção de propagação da onda. Propagam-se apenas nos sólidos. Compostas pelas ondas S, mas são mais lentas. As ondas de L “atacam” preferencialmente os alicerces dos prédios. Possuem movimentos semelhantes à deslocação de uma cobra. José Luís Alves Ondas de Superfície
- 15. José Luís Alves OndasRayleigh Apresentam movimento vertical e horizontal. São compostas pelas ondas P e S, sendo as últimas a chegar. Propagam-se em meios sólidos e líquidos. Têm movimentos semelhantes às ondas do mar. A sua velocidade de propagação é constante. Ondas de Superfície
- 16. Ondas P O movimentodas partículas alterna-se em compressões e distensões. O seu movimento é paralelo à direção de propagação (longitudinal). Os materiais retomam a forma original após a passagem da onda. Animação José Luís Alves
- 17. Ondas S O movimentodas partículas é perpendicular (transversal) à direção de propagação da onda. Os movimentos da animação são verticais, mas podem ocorrer em qualquer direção. Após a passagem da onda, os materiais retomam a sua forma inicial. Animação José Luís Alves
- 18. Ondas L (Love) Omovimento das partículas é transversal (horizontal e perpendicular) à direção de propagação. A amplitude diminui com a profundidade. Os materiais retomam a sua forma original após a passagem da onda. Animação José Luís Alves
- 19. Animação O movimento daspartículas é elíptico no plano vertical. A amplitude diminui com a profundidade. Os materiais retomam a forma inicial após a passagem das ondas. Ondas R (Rayleigh) José Luís Alves
- 20. Velocidades das ondasP em alguns materiais e rochas mais comuns José Luís Alves
- 21. Os sismógrafos modernosconvertem automaticamente o sinal elétrico em sinal digital através de sensores e circuitos eletrónicos. José Luís Alves Sismógrafos
- 22. Minutos Ondas de Superfície(L ou R) 0 P S 10 20 30 40 50 Primárias Secundárias Anatomia de um sismo José Luís Alves Sismogramas
- 23. Exemplo de sismograma JoséLuís Alves Sismogramas do sismo de Aquidauna (Chile) – 20/06/2003 Vertical Horizontal (N-S) Horizontal (E-W)
- 25. Exemplo de sismograma Localizaçãode sismos A partir dos intervalos de tempo entre a chegada das ondas P e S registados em 3 estações. José Luís Alves Sismogramas
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- 27. Distância percorrida desdeo epicentro (km) Tempodecorridoapósoiníciodosismo(min) 3 minutos aos 1500 km 2000 4000 6000 8000 10000 25 20 Sismograma A 11 minutos de intervalo aos 8600 km8 minutos aos 5600 km 15 10 5 0 Sismograma B Sismograma C Ondas S Ondas P José Luís Alves
- 28. Determinação do epicentrode um sismo José Luís Alves
- 29. Foi estabelecida porCharles Richter em 1935, que ao estudar sismos locais no sul da Califórnia propôs uma escala logarítmica para esses sismos. Desde aí têm sido propostas várias escalas logarítmicas para todas as profundidades e distâncias, para ondas volúmicas e ondas superficiais. Avalia a magnitude de um sismo. Todas as escalas de magnitude baseiam-se numa relação do tipo: ahq T A M ),(log10 A - amplitude (em 10-6 m) T - período (em s) H - profundidade do foco A - constante empírica - distância angular entre o epicentro e o sismómetro José Luís Alves Escala de Richter
- 30. José Luís Alves Ossismólogos usam a magnitude para representar a energia sísmica libertada no hipocentro. Escala de Richter É uma escala aberta, não sendo possível determinar o limite máximo. Apesar de cada sismo ter apenas uma magnitude, os efeitos de cada abalo variam devido à distância ao hipocentro, às condições do terreno, à qualidade das edificações, etc.
- 31. Amplitude =23 mm Magnitude (Richter) Amplitude (mm) Tempoentreas ondasPeasS Distancia(km) P S S-intervalo de ondas = 24 segundosOndas P Amplitude das ondas sísmicas (S) mais largas Intervalo de tempo entre as ondas P e S (distância ao epicentro) Unir os pontos para determinar a magnitude José Luís Alves
- 32. Energia de umsismo A energia libertada por um sismo é proporcional à amplitude das ondas. Magnitude = 4 900 x O aumento de 1 na magnitude do sismo implica um aumento de energia na ordem das 30 vezes. O aumento de 1 na magnitude do sismo implica um aumento da amplitude na ordem das 10 vezes. Magnitude = 5 Magnitude = 6 30 x 30 x 100 x 10 x 10 x Energia Amplitude Magnitude = 4 Magnitude = 5 Magnitude = 6 José Luís Alves
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- 34. José Luís Alves Profundidadedos sismos Podem ser classificados de três formas: Superficiais – ocorrem entre a superfície e os 70 km de profundidade (85%) Intermédios – ocorrem entre os 70 e os 300 km de profundidade (12%) Profundos – ocorrem entre os 300 e os 700 km de profundidade (3% dos sismos).
- 35. José Luís Alves Profundidadedos sismos Na crosta continental, a maior parte dos sismos ocorrem entre os 2 e os 20 km, sendo muito raros abaixo dos 20 km, uma vez que a temperatura e pressão são elevadas, fazendo com que a matéria seja dúctil e tenha mais elasticidade. Como a crosta oceânica é fria, nas zonas de subducção os sismos podem ser mais profundos.
- 36. José Luís Alves Legenda: •amarelo (superficiais) = profundidade do foco até 70 Km • vermelho (intermédios) = profundidade do foco entre 70 e 300 Km • negro (profundos) = profundidade do foco entre 300 e 700 Km Ocorrências sísmicas mostradas segundo a profundidade da localização do foco ou hipocentro. Profundidade dos sismos
- 37. José Luís Alves Escalade Mercalli
- 38. José Luís Alves Medeo grau de destruição – intensidade – de um sismo. A intensidade depende de vários fatores, desde os tipos de rochas que compõem a área afetada até à distância entre o hipocentro e o epicentro. Escala de Mercalli
- 39. José Luís Alves Cartade isossistas Depois de avaliar a intensidade sísmica em diferentes locais, determina-se a zona epicentral através da marcação num mapa dos graus e posterior ligação entre pontos de igual intensidade sísmica, originando as isossistas.
- 40. José Luís Alves Cartade isossistas de intensidades máximas A análise da carta de isossistas de intensidades máximas permite inferir uma perspetiva futura de risco sísmico de uma região.
- 41. José Luís Alves Relaçãoentre Escalas
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- 46. Formação de Tsunami Japão(2011) José Luís Alves