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José Luís Alves
Sismologia
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10º ano
José Luís Alves
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Resultam da atividade humana, como por exemplo, os sismos gerados por
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métodos mais eficazes de estudar o interior da
Terra.
José Luís Alves
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A deformação é proporcional à força
aplicada e é reversível, isto é, depois de
removida a força, o corpo regressa à sua
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José Luís Alves
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Proposta por Henry Reid em 1911 após
estudar o sismo de 1906 em S. Francisco,
Califórnia, de um e do outro lado do
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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.
José Luís Alves
Teoria do 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
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comportamento frágil, verifica-se a rotura e o
movimento entre os dois blocos, sendo libertada
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calor e sob a forma de ondas sísmicas.
Teoria do Ressalto Elástico
A tensão acumula-se durante anos até
que é atingida a tensão de cedência.
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instantaneamente (em segundos).
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José Luís Alves
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José Luís Alves
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apenas nas camadas próximas da
superfície. Têm maior amplitude e maior
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José Luís Alves
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Movimentam as partículas do solo comprimindo-as e dilatando-as. O
movimento das partículas é paralelo à direção de propagação da onda.
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Ondas volúmicas ou de profundidade
José Luís Alves
Ondas volúmicas ou de profundidade
Ondas S
Movimentam as partículas do solo perpendicularmente à direção de
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José Luís Alves
Ondas volúmicas ou de profundidade
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José Luís Alves
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José Luís Alves
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Ondas de Superfície
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O movimento das partículas alterna-se em compressões e distensões. O seu
movimento é paralelo à direção de propagação (longitudinal). Os materiais
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Animação
José Luís Alves
Ondas S
O movimento das 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
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O movimento 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
Animação
O movimento das partículas é elíptico no plano vertical.
A amplitude diminui com a profundidade.
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José Luís Alves
Determinação do epicentro de um sismo
José Luís Alves
Foi estabelecida por Charles 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
José Luís Alves
Os sismólogos 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.
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
Energia de um sismo
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
José Luís Alves
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Profundidade dos 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).
José Luís Alves
Profundidade dos 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.
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
José Luís Alves
Escala de Mercalli
José Luís Alves
Mede o 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
José Luís Alves
Carta de 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.
José Luís Alves
Carta de isossistas de intensidades máximas
A análise da carta de isossistas de intensidades
máximas permite inferir uma perspetiva futura de
risco sísmico de uma região.
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Sismologia

  • 2. José Luís Alves Tipos e 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 É o 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 Comportamento dos 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 Teoria do 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 Teoria do 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 Ressalto Elástico 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 Terra é 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 Ondas superficiais 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 As ondas 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 Ondas P 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 Ondas volúmicas 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 Ondas volúmicas ou de profundidade
  • 14. Ondas Love Apresentam movimento horizontal 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 Ondas Rayleigh 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 movimento das 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 movimento das 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) O movimento 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 das partículas 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 ondas P em alguns materiais e rochas mais comuns José Luís Alves
  • 21. Os sismógrafos modernos convertem 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 José Luís Alves Sismogramas do sismo de Aquidauna (Chile) – 20/06/2003 Vertical Horizontal (N-S) Horizontal (E-W)
  • 25. Exemplo de sismograma Localização de sismos A partir dos intervalos de tempo entre a chegada das ondas P e S registados em 3 estações. José Luís Alves Sismogramas
  • 27. Distância percorrida desde o 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 epicentro de um sismo José Luís Alves
  • 29. Foi estabelecida por Charles 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 Os sismólogos 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 um sismo 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
  • 34. José Luís Alves Profundidade dos 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 Profundidade dos 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
  • 38. José Luís Alves Mede o 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 Carta de 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 Carta de isossistas de intensidades máximas A análise da carta de isossistas de intensidades máximas permite inferir uma perspetiva futura de risco sísmico de uma região.
  • 46. Formação de Tsunami Japão (2011) José Luís Alves