Biologia e Geologia

SISMOLOGIA - REVISÕES

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Introdução  

Os sismos, ou tremores de Terra, de cujo estudo se ocupa a Sismologia, são movimentos vibratórios com origem nas camadas superiores da Terra, provocados pela libertação de energia. 

A Terra estremece, brusca e inesperadamente, cerca de um milhão de vezes por ano, segundo estimativas. 

Tipos de Sismos  

Os sismos naturais podem classificar-se em três tipos e têm designações relacionadas com as causas que os provocam: colapso(devidos a abatimentos de grutas e cavernas ou ao despreendimento de massas rochosas nas encostas das montanhas), vulcânicos(provocados por fortes pressões e movimentos de magmas nos vulcões) e tectónicos (devidos a movimentos tectónicos). 

Causas dos sismos - Teoria do ressalto elástico 

O mecanismo responsável pela ocorrência de sismos é explicado pela teoria do ressalto elástico. 

Teoria do ressalto elástico - As rochas quando sujeitas a forças contínuas, armazenam energia durante largos períodos de tempo, deformando-se. Se as tensões ultrapassarem o limite de plasticidade do material rochoso, dá-se a ruptura e a deslocação, com enorme libertação da energia acumulada, originando-se um sismo. 

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Tectónica de placas • A litosfera encontra-se dividida em placas em placas litosféricas rígidas. • Devido ao movimento das placas, estas podem convergir, divergir ou deslizar lateralmente. • As fronteiras de placas são zonas onde se geram estados de tensão. • Os sismos tectónicos são gerados pela rotura das rochas provocada pela acção de fortes tensões tectónicas, devido ao movimento das placas litosféricas. 

Formação de uma falha • As rochas, quando sujeitas à acção de forças tectónicas, sofrem deformação enquanto acumulam energia. Com a actuação continuada da tensão actuante, as rochas atingem o limite máximo de acumulação de energia e, quando a sua resistência à tensão é excedida, ocorre uma falha. • Uma falha é uma rotura acompanhada por um movimento relativo entre dois blocos. 

Ressalto elástico • O deslocamento repentino dos blocos rochosos ao longo do plano da falha permite a libertação da energia acumulada sob a forma de ondas sísmicas, que originam vibrações no solo. • A zona do interior da Terra onde ocorre a libertação da energia denomina-se foco ou hipocentro e o ponto da superfície que fica na sua vertical chama-se epicentro. • Uma falha pode permanecer activa se o efeito das tensões continuar a ser exercido. 

Parâmetros de caracterização sísmica 

Foco ou hipocentro- local do interior da geosfera onde ocorre a libertação da energia sísmica. Epicentro- Local à superfície da Terra, situado na vertical do foco. 

Maremoto, raz de maré ou tsunami- ondas gigantes que podem formar-se quando o epicentro de um sismo se localiza no fundo do mar.

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No interior da Terra, são transmitidas ondas designadas por ondas de volume que, ao atingirem a superfície geram as ondas superficiais ou longas. As ondas superficiais (Love e Rayleigh) são responsáveis por deslocamentos mais pronunciados das partículas do que as ondas de volume (longitudinais e transversais). As ondas sísmicas classificam-se de acordo com o modo como as partículas oscilam em relação à direcção de propagação do raio sísmico – linha perpendicular à frente de onda. 

Propagação da energia sísmica – ondas P e ondas S 

As ondas profundas ou de volume dividem-se em dois tipos: ondas P (primárias), longitudinais ou de compressão, e as ondas S(secundárias) ou transversais. 

 

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Propagação da energia sísmica – ondas Love e ondas de Rayleigh 

As ondas superficiais resultam de interferências de ondas do tipo P e do tipo S. São responsáveis pela maior destruição quando ocorre um terramoto. Podem ser de dois tipos: ondas de Love (L) e ondas de Rayleigh. 

Detecção e registo de sismos 

Os movimentos do solo provocados pelas ondas sísmicas podem ser registados em aparelhos especializados, chamadossismógrafos, e o registo obtido denomina-se sismograma. 

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Numa estação sismográfica existem, geralmente, três sismógrafos: um que regista os movimentos verticais e outros dois que registam os movimentos horizontais (um orientado na direcção Norte-Sul e outro na direcção Este-Oeste).

Intensidade sísmica – escala de Mercalli modificada  

Para avaliar a intensidade de um sismo numa determinada área, utiliza-se a Escala Internacional ou Escala de Mercalli Modificada. Esta escala é quantitativa, isto é, avalia a intensidade sísmica em função do grau de percepção das vibrações, pela população que sentiu o sismo, e do seu grau de destruição. 

A intensidade sísmica é um parâmetro que permite avaliar as vibrações sísmicas sentidas num certo local, tendo em conta os efeitos produzidos em pessoas, objectos e estruturas. É determinada pelo preenchimento de um questionário padrão distribuído pelas entidades oficiais. 

Intensidade sísmica - Parâmetro de avaliação de um sismo através dos seus efeitos sobre as populações, as construções e as paisagens. Determina-se comparando os efeitos com os termos de uma escala de intensidade.

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Intensidade sísmica – cartas de isossistas 

Uma vez estimada a intensidade de um sismo, num número significativo de locais da região onde foi sentido, e localizado o epicentro, podem traçar-se, à volta deste, linhas curvas que unam pontos onde o sismo atingiu a mesma intensidade sísmica. Estas linhas denominam-se isossistas e é com elas que se obtêm cartas de isossistas. 

Isossistas - Linhas curvas em torno do epicentro e que delimitam áreas em que o sismo atinge a mesma intensidade. 

Magnitude - Escala de Richter 

Para calcular a quantidade de energia libertada no foco utiliza-se a Escala de Magnitude de Richter (1). 

A magnitude é um outro parâmetro que permite avaliar um sismo e é proporcional à quantidade de energia libertada no hipocentro, sendo determinada pela amplitude do registo das ondas sísmicas no sismograma. 

(1) Magnitude (definição) - Parâmetro de avaliação de um sismo que se relaciona com a energia libertada no foco, sendo calculada a partir da amplitude das ondas P ou L. Adicionando-se um factor de correcção correspondente à distância epicentral, ao tipo de onda e à profundidade do foco. 

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Determinação do epicentro de um sismo 

As ondas sísmicas propagam-se com diferentes velocidades, pelo que o seu registo em sismogramas não é simultâneo. A velocidade das ondas P e S aumenta com a distância ao epicentro (porque aumenta com a profundidade, e quanto maior é a distância epicentral, maior é a profundidade atingida) e a velocidade da onda L mantém-se constante. 

Síntese 

De acordo com as causas que os originam, os sismos designam-se por sismos de colapso, sismos vulcânicos ou sismos tectónicos. Segundo a teoria do ressalto elástico, os sismos tectónicos resultam da actuação de forças internas sobre as rochas, o que leva à acumulação de energia durante longos períodos de tempo e à deformação das rochas. Num dado momento, dá-se a ruptura e a deslocação das rochas com enorme libertação de energia, a partir de um ponto do interior da Terra, designado 

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foco ou hipocentro, que provoca o sismo. O epicentro localiza-se à superfície terrestre e alinha-se verticalmente em relação ao hipocentro. Os sismos geram falhas ou activam-nas, provocando deslocamentos ao longo dos seus planos. Um sismo com epicentro no oceano, pode originar ondas gigantes designadas por maremoto, raz de maré ou tsunami. A energia libertada no foco origina movimentos vibratórios das partículas das rochas, que se propagam em todas as direcções a partir deste ponto, e que constituem as ondas sísmicas. As ondas primárias (P) e as ondas secundárias (S) têm origem no foco, e as ondas Love (L) e Rayleigh (R) têm origem na superfície, por interferências das ondas P e S. As ondas P e S propagam-se no interior da Terra e as ondas L e R à superfície da Terra, tendo estas últimas maior amplitude do que as primeiras. As ondas P são ondas longitudinais - as partículas constituintes dos materiais rochosos vibram paralelamente à direcção de propagação da frente de onda. As ondas S, L e R são ondas transversais - as partículas constituintes dos materiais rochosos vibram perpendicularmente à direcção de propagação da frente de onda. As ondas P propagam-se em meio sólido, líquido e gasoso; as ondas R propagam-se em meio sólido e líquido e as ondas S e L propagam-se somente em meio sólido. Os movimentos verticais e os movimentos horizontais do solo podem ser registados, respectivamente, por sismógrafos verticais e por sismógrafos horizontais. Esse registo constitui um sismograma. Há duas escalas para caracterizar os sismos: a de Mercalli, que avalia a intensidade dos sismos, e a de Richter, que avalia a sua magnitude. Após a determinação da intensidade de um sismo em vários locais, pode obter-se uma carta de isossistas, linhas curvas que delimitam os domínios de igual intensidade sísmica. 

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