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ESCOLA PROFISSIONAL AGRICOLA QUINTA DA LAGEOSA

Ano Letivo 2015 - 2016

Ciências Naturais

8º Ano

Sismologia e Estrutura

Interna da Terra

Geodinâmica

O planeta Terra não é um planeta estático, muito pelo contrário apresenta uma

dinâmica contínua e por vezes violenta. O facto de o planeta ser dinâmico é conhecido em

termos geológicos como Geodinâmica, sendo possível distinguir dois tipos: a interna e a

externa.

A Geodinâmica Interna está relacionada com todos os fenómenos geológicos que

ocorrem no interior do planeta, estes têm como fonte de energia o calor interno do planeta.

Por seu lado a Geodinâmica Externa está relacionada com os fenómenos geológicos

que ocorrem na superfície do planeta, estes têm como fonte de energia o Sol (radiação

luminosa).

Até à data é nos impossível fazer um estudo direto do interior do planeta, pelo que

todo o que sabemos da geodinâmica interna resulta de dados que conseguimos recolher e de

especulação, no entanto é possível verificar dois fenómenos geológicos à superfície que

resultam diretamente da geodinâmica interna, são eles o vulcanismo e a sismologia.

O vulcanismo já foi abordado no resumo anterior, iremos agora tratar da sismologia e

da estrutura interna da Terra.

Sismologia

Sismologia é a ciência encarregue pelo

estudo dos sismos.

Sismos, abalos sísmicos, tremores de terra ou

terramotos são tudo denominações para

movimentos rápidos, violentos e vibratórios da crusta

terrestre.

Tal como o vulcanismo, os sismos são

manifestações da dinâmica interna da Terra e

resultam, geralmente da movimentação das placas tectónicas pelo que são denominados de

Figura 1 - Representação do sismo de 1755 em Lisboa

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sismos tectónicos. No entanto podem ser também resultado da atividade sísmica, do

abatimento (queda) de grutas ou até da atividade humana (por exemplo, explosões); nesses

casos os sismos são conhecidos como sismos secundários.

Sismos As rochas da litosfera, e principalmente aquelas que se encontram mais junto a

superfície, apresentam um comportamento plástico. Ou seja, quando as rochas são sujeitas a

forças elas vão dobrando, no entanto se o limite de elasticidade for ultrapassado então a rocha

vai quebrar formando uma falha que permite a deslocação relativa dos dois blocos de rocha

agora separados. Quando tal acontece libertam-se grandes quantidades de energia que se

manifestam através de ondas sísmicas, que nada mais são do que movimentos vibratórios da

rocha.

A quando de um sismo é essencial distinguir duas zonas:

Hipocentro ou Foco Sísmico – é o local no interior do planeta onde o sismo tem

origem, normalmente encontram-se em zonas relativamente pouco profundas de

até 50 km, no entanto já foram

registados sismos cujo hipocentro

passou os 500 km.

Epicentro – é o local à superfície da

litosfera que se encontra

imediatamente acima (na vertical)

do foco sísmico, sendo também

normalmente o local onde se sente

o sismo em primeiro lugar e

também, no entanto nem sempre, onde

se sente com maior intensidade.

Quando o epicentro se localiza no mar pode

ocorrer a formação de tsunamis; ondas de grandes

dimensões, que viajam a grande velocidade e que

possuem elevada capacidade destrutiva. O mais

famoso tsunami ocorreu em 26 de dezembro de

Figura 2 - Epicentro e hipocentro de um sismo

Figura 3 - Epicentro do sismo/tsunami de Sumatra em 2004

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2004 em Sumatra, resultado de um sismo cuja duração rondou os 8 a 10 minutos (a maior

duração registada) e de magnitude 9,3 (o terceiro maior sismos registado de sempre). O

hipocentro encontrava-se a 30 km de profundidade. Este evento foi responsável pela morte de

mais de 230000 pessoas em 14 países diferentes, tendo a onda principal 30 metros de altura.

Sismos de grande magnitude são normalmente antecedidos (antes) de pequenos

sismos de magnitude crescente, estes sismos são denominados de premonitórios, pois

permitem prever a ocorrência de um sismo de grandes dimensões. Estes sismos podem

ocorrer dias ou semanas antes do sismo de maior magnitude, no entanto podem ocorrer

minutos antes o que impede que se tomem as medidas necessárias.

Mais frequentes são as réplicas, sismos de magnitude decrescente que ocorrem depois

do sismo de maior magnitude. Estes sismos correspondem normalmente ao ajustamento das

placas depois de se terem movimentado até encontrarem uma posição estável.

Deteção e estudo dos sismos

Nem todos os sismos são detetados pelos seres humanos, de facto, apenas uma

pequena fração deles são realmente sentidos por nós. Por dia ocorrem milhares de sismos, no

entanto são tão fracos que não os percebemos. Dessa forma foram desenvolvidos aparelhos

capazes de os detetar: os sismógrafos.

Figura 4 - Sismógrafos

Estes aparelhos registam as mais pequenas vibrações da litosfera e representam esses

dados sobre a forma de um gráfico denominado de sismograma.

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Figura 5 - Sismograma

Através destes gráficos podemos, entre outras coisas, determinar a quantidade de

energia libertada durante o sismo, a duração e a hora a que começou e terminou. Recorrendo

a vários sismógrafos e através de um processo denominado de triangulação é possível

determinar com bastante exatidão o epicentro do sismo.

As ondas sísmicas

Através do estudo dos sismogramas foi possível determinar a existência de três tipos

diferentes de ondas sísmicas: as P; as S e as L.

As ondas P e S são ondas de profundidade, isto é, deslocam-se pelo interior da Terra,

enquanto as ondas L são ondas de superfície, só se propagam pela superfície da Litosfera.

As ondas P, ou Primárias, são as mais rápidas de todas e propagam-se em todos os

estados físicos da matéria, isto é, em sólidos, líquidos e até gases. Por serem as mais rápidas

são as primeiras (daí Primárias) a chegar a qualquer ponto a partir do hipocentro. São ondas

compressivas, isto é, comprimem o material a medidas que os atravessam.

As ondas S, ou Secundárias, são um pouco mais lentas que as P, como tal chegam em

segundo lugar (daí Secundárias). Ao contrário das P estas não se propagam em meio líquidos e

gasosos, pelo que quando, no seu caminho, aparece um material líquido a onda reduz

Figura 6 - Onda P

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drasticamente a sua velocidade ou mesmo para. Estas ondas são ondas de cisalhamento, o que

provoca algo parecido ao sacudir de um tapete.

Figura 7 - Onda S

Por serem ondas de profundidade, as P e as S, propagam-se pelo interior da Terra

podendo, dadas as suas velocidades elevadas (5000 m/s no caso das ondas P e mais de 2000

m/s no caso das ondas S) rapidamente chegar ao outro extremo do planeta. De facto quando

ocorre um sismo violento, as ondas sísmicas podem ser sentidas em quase todo o planeta.

As ondas L, ou de superfície, propagam-se a partir do epicentro (ao contrário das P e S,

que se propagam a partir do hipocentro), sendo resultado da interação das ondas P e S com a

superfície terrestre. São ondas muito mais lentas que as de profundidade, não sendo capazes

de viajar por todo o planeta, mas como apresentam movimentos mais amplos são

normalmente muito mais destrutivas. Apenas se propagam em materiais sólidos.

Figura 8 - Efeito das ondas L nos materiais.

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Escalas sísmicas

Da necessidade de classificar e organizar tudo o que o Homem vê, resultou a

necessidade de classificar e avaliar a energia e destruição de um sismo. Desenvolveram-se

assim escalas para medir a intensidade (forma como sentimos um sismo) e magnitude (energia

libertada num sismo) dos sismos.

A primeira escala a ser desenvolvida foi a escala de Mercalli, que é uma escala de

intensidade, por outras palavras avalia a forma como um sismo é sentido.

Trata-se de uma escala muito subjetiva, uma vez que depende da avaliação que cada

um de nós faz daquilo que sentimos num sismo. Serve também para avaliar os estragos uma

vez que através da simples observação o investigador pode verificar qual o grau de destruição.

Esta escala, embora muito falível, é ainda hoje utilizada como uma primeira forma de avaliação

de um sismo.

Apresenta doze níveis e é fechada, isto é, não é possível acrescentar mais níveis, pelo

que qualquer sismo tem que ser avaliação nesses doze níveis.

Figura 9 - Níveis da escala de Mercalli

Esta escala é limitada e não representa a quantidade de energia libertada num sismo,

pois mesmo um sismo muito fraco energeticamente pode causar grande destruição se a

construção da região afetada for má, enquanto um sismo violento pode causar pouca ou

nenhuma destruição se a construção estiver preparada para tal.

Assim houve necessidade de se desenvolver outra escala, uma escala de magnitude,

que medisse a quantidade de energia libertada num sismo.

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Surge então a escala de Richter, uma escala aberta (não existe limite máximo) que

através dos sismógrafos permite calcular a energia libertada num sismo.

Atualmente o limite máximo encontra-se no valor 9,5 registado no sismo do Chile em

1960. Para se ter uma ideia esta escala varia num factor de 10, o que quer dizer que um sismo

de magnitude 5 liberta 10 vezes mais energia que um de 4, mas 100 mais do que um de 3!

Compreende-se assim que sismos de 8 ou 9 na escala de Richter sejam relativamente

raros e muito destrutivos.

Medidas preventivas

Ao contrário dos vulcões, cuja atividade pode ser prevista com alguma antecedência,

um sismo ocorre normalmente sem aviso. Em casos raros a ocorrência de abalos

premonitórios podem indicar a ocorrência de um sismo de grandes dimensões, no entanto isso

quase nunca acontece e os sismos ocorrem de surpresa não estando as pessoas avisadas.

Por isso a única forma de nos salvaguardarmos é prevenindo, o que passa

normalmente por:

Realização de simulacros, com vista a preparar as pessoas para reagir da melhor

forma perante uma situação de sismo;

Construção antissísmica, a melhor forma de evitar o colapso de um edifício

durante um sismo é se durante a sua construção forem implementadas uma série

de medidas que lhe permitam resistir aos movimentos vibratórios de um sismo, tal

situação denomina-se de construção antissísmica.

Colocação de boias de deteção de tsunami, as quais vão detetar atempadamente a

aproximação de um tsunami e assim poder alertar as populações.

Criação de vias de evacuação adequadas que estejam prontas e desimpedidas para

a livre circulação dos serviços de urgência.

Figura 10 - Estrutura antissísmica e simulacro.

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Na eventualidade de um sismo o que se deve fazer…

Manter a calma, só dessa forma se poderá reagir adequadamente a tudo o que se

vai seguir;

Procurar um local livre da queda de objetos que nos proteja durante o sismo,

como a viga mestra numa sala, a umbreira da porta ou debaixo de uma mesa;

Não utilizar os elevadores;

Caso necessário chamar as autoridades, embora certamente com a ocorrência

destas situações os serviço de urgências seja automaticamente acionado;

Ao sair dos edifícios procurar um local aberto, pois pode ocorrer o desabamento

destes.

A Estrutura Interna da Terra

Ao contrário do que se possa pensar, sabemos mais de outros planetas do que o nosso

próprio planeta, tal é verdade quando se fala das profundezas do mar e mesmo do interior da

Terra. A realidade é que as condições extremas do interior da Terra impedem que possamos

estudar convenientemente a geosfera.

Existem duas formas de estudar a geosfera:

Método direto – em que é possível o investigador ir ao local e de lá retirar

amostras para estudar;

Método indireto – em que não é possível o investigador ir ao local e por isso se

enviam sondas que retiram informação para que possam ser estudados.

No caso da geosfera o método direto é apenas possível até poucos quilómetros de

profundidade, pois rapidamente as condições se tornam incompatíveis com a vida. A grande

maioria do conhecimento que temos do interior da Terra advém de métodos indiretos, sendo

que o mais próximo ao método direto para tal é o estudo da lava que sai dos vulcões. No

entanto é de referir que a lava não é exatamente igual ao material que se encontra nas

camadas mais interiores da Terra, uma vez que já sofreu uma série de alterações enquanto

ascendia para a superfície (como por exemplo arrefecimento e contaminações minerais).

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Esta dificuldade no estudo da Terra faz com que não se tenha um verdadeiro

conhecimento do seu interior e assim existem dois modelos explicativos da sua estrutura: o

Modelo Químico e o Modelo Físico.

Modelo Químico

Este é o primeiro modelo proposto para explicar o interior da Terra e divide a Terra em

basicamente três camadas de acordo com as suas propriedades químicas:

Crusta – a crusta pode ser dividida em dois subtipos: a continental e a oceânica.

A crusta continental é rica em silício e alumínio, sendo dominantes as rochas

graníticas.

A crusta oceânica é rica em silício e magnésio, sendo dominante as rochas

basálticas.

Manto – o manto é rico em ferro e magnésio.

Núcleo – o núcleo é rico em ferro e níquel.

O modelo químico é algo redutor e pouco explicativo do que realmente é o interior da

Terra, no entanto com o estudo dos sismos foi possível determinar que as diferentes camadas

do interior da Terra não só têm diferentes composições químicas como também diferentes

propriedades físicas, nomeadamente estados físicos e temperaturas. Assim surge o modelo

físico que divide a Terra em cinco camadas:

Litosfera – formada por materiais sólidos e rígidos;

Astenosfera – formada por materiais sólidos de baixa rigidez com comportamento

plástico e deformável. Permite que as placas litosféricas deslizem sobre ela.

Mesosfera – Formadas por materiais rígidos a altas temperaturas;

Figura 11 - Modelo Químico

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Núcleo externo – matérias em fusão a altas temperaturas;

Núcleo interno – materiais que embora a altíssimas temperaturas, devido às

elevadas pressões que ali se sentem, encontram-se no estado sólido.

Figura 12 - Modelo Físico

O núcleo externo e interno constituem aquilo que se denomina de endosfera.

Até ao momento estes modelos não podem ser nem comprovados nem descartados,

uma vez que não possuímos tecnologia capaz de ir aos locais mais profundos do interior da

Terra.