ONDAS SÍSMICAS

ABNER ANDRÉ

EUFRÁSIOGILBERTO

ISRAELVALDIR

• Planeta Terra – um sistema dinâmico.• Tempo geológico em escala diferente da humana.• Tectônica de placas Movimento da crosta.• Sismos: liberação de energia em forma de ondas

mecânicas.

• Terremoto no Japão

• Março de 2011• 8,9 graus Escala

Mw

• 9,0 graus Escala Richter

• Tsunami• VÍDEO 2• VIDEO 3 (CÃOZIN

HO)

• Terremoto no Chile

• Março de 2012• 7,2 graus Mw

• 8.0 graus Escala Richter

• VÍDEO 1

Sismos Recentes

• Camadas terrestres: crosta, manto e núcleo (interno e externo.

Tipos de Ondas e Ruptura da Rocha

• As ondas sísmicas são dividas em quatro tipos, sendo duas que se propagam abaixo da superfície e duas de superfície. As ondas que propagam internamente à crosta chamam-se primária (onda P) e secundária (onda S), enquanto que as ondas de superfície se chamam Love (onda L) e Rayleigh (onda R).

• Composição do interior da Terra

Ondas Primárias (P)• Ondas primárias (longitudinais): ondas

em que ocorre a compressão e distensão do material (crosta), parecida com as ondas sonoras. Essas ondas se propagam em meios líquidos (núcleo externo da Terra) e sólidos. São as primeiras a ser sentidas.

Ondas Secundárias (S)• Fazem parte do conjunto

principal de ondas sísmicas (P, S, Rayleigh, Love).

• São ditas ondas internas por se formarem na origem da perturbação no meio.

• Propagam-se em meios sólidos transversalmente, ou seja, perpendicularmente ao sentido de propagação.

Augustus Edward Hough LoveAugustus Edward Hough Love conhecido

pelo seu nome abreviado A..E. H. Love, foi um matemático e geofísico britânico, destacou-se pela seu trabalho teoria da elasticidade e propagação de onda.

Suas investigações sobre a estrutura da terra, propõem as camadas são concêntricas e que diferem em densidade, esse trabalho lhe rendeu o Prêmio Adams, pelo seu desenvolvimento de um modelo matemático de ondas superficiais conhecidas como ondas de Love.

• São ondas sísmicas superficiais de grande amplitude que se deslocam unicamente nas camadas superficiais da crosta terrestre. As ondas superficiais são complexas e as ondas de Love correspondem a uma parte da agitação do solo. Elas são de baixa frequência e têm um comprimento de onda elevado.

Ondas de Love

Ondas de Superfície• São semelhantes às ondas que se observam à superfície de um

corpo de água e propagam-se imediatamente acima da superfície terrestre.

• Deslocam-se mais lentamente que as ondas de corpo. Devido à sua baixa frequência, longa duração e grande amplitude, podem ser das ondas sísmicas mais destrutivas. Existem dois tipos de ondas de superfície: ondas de Rayleigh e ondas de Love..

Onda L (Love)

Onda R (Rayleigh)

ANIMAÇÃO DOS EFEITOS DAS ONDAS RAYLEIGH

Sismógrafo• Sismoscópio de Chang Heng ( China, 132

d.C.) • Sismógrado moderno: Criado por John

Milne (geólogo e engenheiro inglês) em 1880 (sismógrado de pêndulo horizontal).

• Usado para o registro (gráfico e de dados) de ondas sísmicas – a intensidade de abalos sísmicos.

• Organizado em rede, permite determinar a posição do foco (hipocentro) das ondas e o ponto em que chegam a superfície terrestre (epicentro).

• Ao registro gráfico gerado pelo sismógrafo dá-se o nome de sismograma.

Sismógrafo (funcionamento básico)• Uma considerável massa é colocada de

tal modo que consegue permanecer inerte de modo quase absoluto quando há movimentação no solo.

• Acoplado à massa há um sistema de alavancas muito leves, que, por intermédio de uma ponta entintada ou outro dispositivo adequado, efetua o registro. 

• O sismograma (sucessão dos registros em um papel) é portanto uma representação amplificada do movimento relativo entre a massa e o solo. 

Sismógrafo e oscilações• Qualquer sismógrafo é semelhante a um pêndulo,

que se pode pôr em oscilação mediante um impulso.  

Escalas – Considerações sobre a energia envolvida em um

abalo sísmico

ESCALA RICHTER• Também conhecida como Escala de Magnitude Local (ML).

• Desenvolvida em 1935, pelos sismólogos Charles F. Richter e Beno Gutemberg, ambos do Caltech. Tem um limite de magnitude 9.

• É uma escala logarítmica : as magnitudes de Richter correspondem ao logaritmo da medida da amplitude das ondas sísmicas de tipo P e S a 100 km do epicentro.

• A fórmula utilizada é  , em que A =

amplitude máxima medida no sismógrafo e A0 = uma

amplitude de referência.• Um sismo com magnitude 6 tem uma amplitude 10 vezes maior

que um sismo de magnitude 5. • O que aumenta é a amplitude das ondas sismográficas e não a

energia liberada.• Em termos gerais a energia de um terremoto aumenta

aproximadamente 31,6 vezes para cada grau de magnitude, ou aproximadamente 1000 vezes a cada duas unidades.

• Atualmente foi substituida pela Escala de Magnitude Momentânea (Mw), ilimitada, que pode, inclusive, apresentar valores negativos.

• O limite prático da escala, devido às forças naturais, da escala Mw é 10.

010 A

AlogM

A energia é apresentada pela relação:

ou

Com E0 = 104,4 J ~ 25.000 J, um valor

de referência.

É equivalente a um automóvel

popular a 25 km/h!

ESCALA RICHTER

0103

2EE

logM

M,EE 510 10

ESCALA RICHTERDescrição Magnitude Efeitos Frequência

Energia Média (J) para M = (2/3)log(E/104,4)

Comparativo

Micro < 2,0 Micro tremor de terra, não se sente. ~8000 por dia 4,5E+06

Muito pequeno

2,0-2,9Geralmente não se sente mas é

detectado/registrado.~1000 por dia 1,4E+08

Bombardeio em Londres, II GM: 1,2E8 J.

Pequeno 3,0-3,9Frequentemente sentido, mas

raramente causa danos.~49000 por ano 4,5E+09 Itaipu: 6,0E10 J.

Ligeiro 4,0-4,9

Tremor notório de objetos no interior de habitações, ruídos de choque entre

objetos. Danos importantes pouco comuns.

~6200 por ano 1,4E+11

Moderado 5,0-5,9

Pode causar danos maiores em edifícios mal concebidos em zonas restritas.

Provoca danos ligeiros nos edifícios bem construídos.

800 por ano 4,5E+12

Hiroshima II GM, Little Boy, ago/1945: 5,5E13 J.

Bombardeio em Dresden, fev/1945.

Forte 6,0-6,9Pode ser destruidor em zonas num raio

de até 180 quilômetros em áreas habitadas.

120 por ano 1,4E+14Maior registro no Brasil,

MT - 1955: M = 6,6.

ESCALA RICHTERDescrição Magnitude Efeitos Frequência

Energia Média (J) para M = (2/3)log(E/104,4)

Comparativo

Grande 7,0-7,9Pode provocar danos graves em zonas

mais vastas.18 por ano 4,5E+15

Yerevan (ex-URSS, 1988, M=7,2); Meteorito de Chelyabinsk (15-02-

2013): 2,1E15 J.

Importante 8,0-8,9Pode causar danos sérios em zonas num

raio de centenas de quilômetros.1 por ano 1,4E+17

Terremoto México DF, ameaçou a realização da Copa no ano

seguinte. (1985): M=8,1; 2,7E16 J.

Excepcional 9,0-9,9Devasta zonas num raio de milhares de

quilômetros.1 a cada 20 anos 4,5E+18

Tsar Bomb, ex-URSS, 1961: 2E17 J. Tsunami no Oceano Índico (26-

12-2004): M=9,3; 9,2E17 J.

Extremo >10,0

Nunca registrado. Pode provacar alteração na estrutura continental,

como a falha de San Andreas, na Califórnia.

Extremamente raro, apareceu no filme 10.5.

1,4E+20Possível meteoro de 4 km de

diâmetro, a 30 km/s: 4,0E19 J.

Hipotético >11,5Nunca registrado na Terra, ocorreu no

Sol em 1998 (M = 11,3).

Seria suficientemente (ou próximo disso) potente para

rachar a Terra ao meio!4,5E+21

Qtde. de Energia que a Terra recebe do Sol: M = 12. Yucatán,

que dizimou os dinossauros (estimado em grau 13, 65 Ma): 8,0E23 J. Cometa Shoemaker-

Levy 9 (julho/94, Júpiter): 8,5E23 J.

ESCALA RICHTER

ESCALA RICHTER

A Escala Mercalli• Criada em 1902 pelo geólogo italiano

Giuseppe Mercalli.• A escala Richter e a Mw não permitem

avaliar a intensidade sísmica em um local determinado e em particular em zonas urbanas, já que elas medem a intensidade absoluta do terremoto.

• A Escala de Mercalli não se baseia em registros sismográficos mas nos efeitos ou danos produzidos nas estruturas e percebidos pelas pessoas nas imediações do abalo.

Escala Mercalli – Efeitos observáveis

Usando sismogramas para determinar a localização do Epicentro

• http://www-rohan.sdsu.edu/~rmellors/applet/SeismoApplet.html

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