Escalas de Magnitude

Documentos relacionados
Aula-00 (Introdução / Terremotos e Teoria do Rebote):

Sismologia Parte 3. Prof. George Sand França

- FOCO, - EPICENTRO: - PROFUNDIDADE FOCAL: - DISTÂNCIA EPICENTRAL: - MAGNITUDE: - INTENSIDADE:

2 - Qual a onda de superfície mais rápida? Love ou Rayleigh? Como a onda de superfície pode auxiliar na estimativa da profundidade focal do evento?

INTRODUÇÃO Título À GEOFÍSICA

Localização de Epicentros de Terremoto: uma Comparação de dois Métodos Diferentes. Atividade 1 - Virtual Seismology Diploma de Sismólogo!

AGG0232 Sísmica I Lista 1 Ondas P e S Universidade de São Paulo / IAG - 1/5. Ondas P e S

FICHA (IN)FORMATIVA Nº 2 Biologia e Geologia Módulo 2

- FOCO, - EPICENTRO: - PROFUNDIDADE FOCAL: - DISTÂNCIA EPICENTRAL: - MAGNITUDE: - INTENSIDADE:

Localização de Epicentros de Terremoto: uma Comparação de dois Métodos Diferentes. Atividade 1 - Virtual Seismology Diploma de Sismólogo!

FICHA (IN)FORMATIVA Nº 2 Biologia e Geologia Módulo 2

Ondas Sísmicas e a Estrutura da Terra

A Terra estremece cerca de um milhão de vezes por ano

ONDAS SÍSMICAS. Camila Deodato Fernando Prado Marcos Hortencio Tamy Oshiro

SISMICIDADE. Título. Texto... Prof. Eder C. Molina IAG Universidade de São Paulo.

SISMOLOGIA. Figura 1- Movimento das partículas do terreno durante a passagem das ondas de volume P e S.

Capítulo 3 Caracterização das ocorrências e dos movimentos sísmicos em Sismologia.

Perigosidade Sísmica

4Equation Chapter 4 Section 1 SISMOS

Tremores de terra no Brasil e em Bebedouro

AGG0232 Sísmica I Lista 1 Ondas P e S Universidade de São Paulo/IAG 1/11

5. Coeficientes de Reflexão e Transmissão Incidência normal

Mat. Monitor: Rodrigo Molinari

ONDAS ELÁSTICAS NO INTERIOR DA Título TERRA

A ESTRUTURA DA TERRA Título determinada pela sismologia

Mat.Semana 9. PC Sampaio Alex Amaral Gabriel Ritter (Rodrigo Molinari)

Cálculo probabilista da perigosidade sísmica

Engenharia Civil e Ambiente 2004/2005. Comportamento Dinâmico de Estruturas

Métodos de Localização de Terremotos

Tremores de Dezembro de 2015 / Janeiro de 2016 em Londrina - PR

Atividade Sísmica Setembro 2011 Relatório-Síntese

COMPREENDER A ESTRUTURA E A DINÂMICA DA GEOSFERA

1- Quais das seguintes freqüências estão dentro da escala do ultrassom? 2- A velocidade média de propagação nos tecidos de partes moles é?

SISMOLOGIA. Manoel S. D Agrella Filho

Sismologia. AGG 0110 Elementos de Geofísica. Prof. Dr. Marcelo B. de Bianchi

29/05/14. Exemplos : Ondas em cordas, ondas na superfície de um líquido, ondas sonoras, etc.

Introdução às Medidas em Física 11 a Aula *

ANTENAS E PROPAGAÇÃO MEAero 2010/2011

Eletromagnetismo II. Preparo: Diego Oliveira. Aula 3. Equação da Onda e Meios Condutores

Sequência de terremotos no Norte do Chile em Março-Abril de 2014

Os tremores de terra de março de 2005 em Andes, município de Bebedouro. Relatório preliminar

Esta região azul mais clara é a plataforma continental brasileira. Oceano Atlântico. Belo Horizonte. Salvador. Rio de Janeiro Grande São Paulo

FEP Física para Engenharia II

MATEMÁTICA - 1 o ANO MÓDULO 25 LOGARITMO: DEFINIÇÃO E PROPRIEDADES

A definição da acção sísmica na regulamentação actual

Atividade Sísmica Julho 2011 Relatório-Síntese

Atividade Sísmica Junho 2012 Relatório-Síntese

1 O canal de comunicação radiomóvel

Fundamentos físicos da Sismoestratigrafia

COLÉGIO DA IMACULADA CONCEIÇÃO ANO LETIVO 2013/2014

Atividade Sísmica Janeiro 2012 Relatório-Síntese

Física da Terra por Maria Rosa Duque

3.1 Procedimentos e Características Básicas do Método de Refração Sísmica Profunda

RADIAÇÃO SÍSMICA DUMA FALHA PARA UMA BARRAGEM ABÓBADA

Propagação da onda sonora Prof. Theo Z. Pavan

Correção da Atividade

SISMOLOGIA. Construção de um Sismógrafo

1) Determine a energia de deformação (energia interna) da estrutura abaixo. Rigidez flexional = 4200 knm²

3 Excitação Sísmica Conceitos Gerais Sobre Sismos e Sismicidade Definição e principais características dos sismos

Física B Extensivo V. 5

Método Brasileiro para Avaliação da Propagação de Vibrações em Vias Metro-Ferroviárias


Atividade Sísmica Agosto 2011 Relatório-Síntese

7,9g / cm. e a do alumínio é

Actividade Sísmica Fevereiro 2011 Relatório-Síntese

Actividade Sísmica Março 2011 Relatório-Síntese

FÍSICA IV - FAP2204 Escola Politécnica GABARITO DA P1 22 de setembro de 2009

Estrutura e dinâmica da geosfera

ÁREA. Unidades de medida de área. Prof. Patricia Caldana

Atmosfera terrestre Parte 2

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ - UFPR Setor de Tecnologia Departamento de Engenharia Elétrica. Disciplina: TE053 - Ondas Eletromagnéticas

Conceitos Fundamentais Aula 2

Atividade Sísmica Maio 2012 Relatório-Síntese

Tópicos avançados em sistemas de telecomunicações. Renato Machado

FESP Faculdade de Engenharia São Paulo Prof. Douglas Pereira Agnelo Prof. Dr. Alfonso Pappalardo Jr.

Parâmetros distribuídos: Comprimento das estruturas > 1/10 do comprimento de onda no meio em questão

1 Introdução 1.1 Definição do Problema

Aula 8. Atenuação. Capítulo 6 - Battan

Ano Lectivo: 2007/2008. Nome: Nº Turma: CT

Propagação Radioelétrica 2017/II Profa. Cristina

Actividade Sísmica Abril 2011 Relatório-Síntese

Manoel S. D Agrella Filho

Exploração Sísmica 22

Disciplina: Matemática DIAGNÓSTICO PROF. REGENTE DOMÍNIOS / CONTEÚDOS DESCRIÇÃO DO CONTEÚDO ACOMPANHAMENTO DO PROFESSOR DA SAA. Não At.

SEL413 Telecomunicações. 1. Notação fasorial

Física B Extensivo V. 5

2 log 3. equivale a uma energia de 3, 6 milhões de J (joules). kwh

Escola Secundária com 2º e 3º ciclos Prof. Reynaldo dos Santos. Biologia e Geologia 10º Ano Turma A Teste Tema 3 Geologia P á g i n a 1

PRÁTICA 8: VELOCIDADE DE UMA ONDA PROGRESSIVA EM ÁGUA

CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AGROALIMENTAR UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS DISCIPLINA: FÍSICA II ONDAS SONORAS. Prof.

F-128 Física Geral I. Aula exploratória-01 UNICAMP IFGW 2S


MATEMÁTICA - 3 o ANO MÓDULO 13 FUNÇÃO LOGARÍTMICA

Características dos eventos sísmicos (conc.) 2014 Prospecção Sísmica Aula04/1

Estrutura interna da geosfera

Actividade Sísmica em 2010 Relatório Síntese Preliminar

Física para Engenharia II - Prova P a (cm/s 2 ) -10

ENADE 2012 EXAME NACIONAL DE DESEMPENHO DOS ESTUDANTES

CONCEITOS RADIOMÉTRICOS

Sismos. Ciências Naturais 7º Ano

Transcrição:

Escalas de Magnitude A partir da década de 30, com o aumento do número de estações sismográficas espalhadas Charles Richter e K. Wadati desenvolveram as chamadas escalas de magnitude. A magnitude é baseada nos seguintes preceitos: Considerando a mesma geometria fonte receptor um sismo maior irá em geral gerar ondas com maior amplitude que serão registradas. É possível corrigir ao menos estatisticamente os efeitos de atenuação da onda a medida que ela se propaga.

Ideia Medir a amplitude das ondas de um registro sísmico Observar como ela varia com a distância Determinar uma relação de comparação entre as suas amplitudes

Desenvolvimento Inicialmente era medida a amplitude máxima de todo o registro Depois com o desenvolvimento de equipamentos melhores passou-se a medir a amplitude de diferentes tipos de ondas, determinando-se assim, diferentes tipos de magnitudes

Trabalho de Richter Nasceu da comparação da amplitude das ondas com a distância O que é observado é basicamente o espalhamento geométrico + atenuação para a região da califórnia

Fatores que afetam as amplitudes das ondas Espalhamento Aleatório Conversões de fase Perda de energia da onda durante a sua propagação Espalhamento Geométrico Conversões de fase P para P,SV e SH para SH em uma descontinuidade Atenuação anelástica Espalhamento por conta de heterogeneidades no meio compatíveis com o comprimento de onda Diminuição da amplitude da onda por conta do aumento da sua frente de onda Efeitos Locais MODERN GLOBAL SEISMOLOGY, Lay & Wallace, 1995. Seção 3.5

Scattering espalhamento da energia ao longo do sismograma Registrado como uma cauda nos sismogramas de energia que foi espalhada. Efeito do espalhamento de uma frente de onda em um material heterogêneo Efeito do pouso do módulo da Apolo na Lua.

Conversões de fase Dados obtidos a partir de coeficiente de reflexão e refração para ondas P e S em modelos de camada plana

Atenuação Anelástica A medida que a onda se propaga o meio consome a sua energia causando uma diminuição da sua amplitude dependendo da frequência Ondas de mais alta frequência sofrem mais este efeito A Terra é como se fosse um filtro passa-baixa

Espalhamento Geométrico Enquanto que as ondas de superfície vão apresentar um espalhamento da energia ~ a 1/R (a circunferência de um círculo tem comprimento dado por 2πR) ondas de corpo vão apresentar um espalhamento (decaimento) da energia ~ a 1/R² (inverso ao aumento da área de uma esfera que aumenta ~ 4πR²) Fonte R A1 A2 A3 A1 A1<<A2 A2<<A3 4πR² A3 4πR²

Energia em uma onda A energia transportada por uma onda é proporcional ao quadrado da sua amplitude u y ( z, t)=b cos(ω t kz) B 2 ω2 ρ E= 2 E B Considerando Considerandouma umaonda ondash SHse se propagando propagandoem emyy... apresenta apresentauma umaenergia energiatotal total média (E) ~ a sua amplitude média (E) ~ a sua amplitudeao ao quadrado! quadrado! 2 B E Que Quedeve devese seconservar conservarquando quandoaa atenuação atenuaçãoanelástica anelásticafor for desprezível (nem sempre) desprezível (nem sempre)!!

Como então decaem as amplitudes para as ondas de corpo e superficiais? Ondas de Corpo: P, S 1 E 2 B (E) R 1 R Ondas de superfície: Love, Rayleigh 1 E B ( E) R 1 R

Comparando

Amplificação local & Multi-pathing Somado o espalhamento geométrico ainda existem efeitos: de caminhos múltiplos ( multipathing ) Amplificação local (por sedimentos por exemplo)

Escalas de Magnitude A magnitude de um terremoto é uma grandeza que visa quantificar o tamanho do terremoto pela amplitude das ondas liberadas depois de corrigidas pelo espalhamento geométrico e outros fatores como discutido. As premissas básicas são: Um sismo maior, registrado em uma mesma geometria que um sismo menor irá mostrar maiores amplitudes do registro. Fatores de atenuação das ondas sísmicas são conhecidos pelo menos estatisticamente para efeitos de correção. A primeira escala de magnitude (Magnitude Local M L) foi desenvolvida em 1935 para o Sul da Califórnia por Charles Richter. Para acomodar a grande variação desde terremotos pequenos até terremotos maiores normalmente as escalas de magnitude são logarítmicas em função da amplitude.

Escalas de Magnitude Considerando a mesmo tipo de onda, o mesmo local e distâncias variadas podemos definir uma função em relação a distância que permite comparar diferentes sismos, ocorridos em diferentes distâncias, registrados pela mesma estação comparando apenas as amplitudes das ondas registradas M =log 10 ( A/T )+ F (h, Δ)+C Magnitude Período Amplitude Distância Profundidade Correção estática (Local)

Cálculo da Magnitude ML (desenvolvida por Richter) A fórmula para o cálculo da magnitude na escala Richter é dada por: M L =log A+2.76 log Δ 2.48 Onde Δ é a distância epicentral em quilômetros, A a amplitude máxima (mm) como registrada por um sensor Wood-Anderson e a constante adaptada para as condições da Califórnia.

Outras escalas de Magnitude Magnitude para ondas de corpo: M b Magnitude para ondas de superfície: M s Medida pela amplitude máxima da primeira chegada, normalmente a onda P em uma frequência de 1 Hz. Utiliza a metade da máxima amplitude das ondas de superfície Magnitude Regional: Mr Desenvolvida pelo Prof. Dr. Marcelo Assumpção no IAG para ser utilizada para os sismos determinados pelo IAG e outas universidades do Brasil obtêm valores compatíveis coma magnitude Mb para o Brasil.

Diferentes magnitudes Magnitude Local ML 1 M L =log ( A [mm ])+2.76 log (Δ [km S P]) 2.48 ¹Amplitude de registro do sismômetro Wood-Anderson sismos até 600 km de distância na Califórnia Magnitude de Ondas de corpo M b M b =log ( A [μ]/t [ s])+q(h [km], Δ [deg]) sismos de 20 < Δ < 100 de distância e T < 3 s, Q é tabelado por G&R

Diferentes magnitudes Magnitude de Ondas de Superfície Ms M s =log ( A [μ ]/T [ s])+1.66 log(δ [deg])+3.3 Onda Rayleigh, sismos com h < 50km, 18s < T < 22s, 20 < Δ < 160 Magnitude Regional Brasileira Mr (200 1500 km) M r =log (V [μ / s])+2.3 log (d [km]) 2.28

Diferentes magnitudes Por definição, cada magnitude utiliza uma parte diferente do sismograma, o que torna os valores obtidos por cada magnitude ligeiramente diferentes entre si! ML Magnitude Local Mr Magnitude Regional Brasileira Mb Magnitude com ondas de Corpo Ms Magnitude de Ondas de Superfície

Limite de magnitude A magnitude do maior sismo registrado até hoje foi de 9,6 (terremoto do Chile, 1960). A magnitude não possui limite inferior nem superior. Entretanto, a resistência mecânica das rochas terrestres é limitada, e acredita-se que não seja possível acumular tanto esforço nas rochas que resultem em um terremoto de magnitude maior do que 10.

Magnitude e amplitude Forçando uma mesma distância (~ F constante), e estação (~ C constante) podemos mostrar isso facilmente usando: M 1=log 10 ( A 1 /T 20 )+ F (h 0, Δ 1000 )+C L M 2=log 10 ( A 2 /T 20 )+ F (h0, Δ 1000 )+C L M 2 M 1= M M A 2 / A 1 =10 2 M Amplitude 1 1 2 10 3 100 4 1000 1 Como a escala de magnitude é logarítmica para cada incremento de 1 na magnitude corresponde a um aumento de 10 na amplitude das ondas

Na prática.

Vantagens & Desvantagens São medidas diretamente dos registros sísmicos Elas retornam números unitários da ordem de 1 o que é bastante atrativo e intuitivo. 5.0 moderado 6.0 forte 7.0 grandes 8.0 gigantes Por outro lado, São totalmente empíricas Sem relação com a física envolvida nos terremotos Apresentam grande variação de estação para estação e mesmo entre escalas diferentes

Comparação de Magnitudes Introduction to Seismology, 2a edição, Shearer, 2009 - página 285-287

Momento Sísmico e a Magnitude Mw Para solucionar o problema que as escalas de magnitude são empíricas e desacopladas do sseerr a a aa a m a m r m o fenômeno físico surgiu a escala Mw. ffor vel lccoomumm e De í e a u log( M 0 ) M w= 10.73 1.5 D paat tív paarra tuddee ccoommlpa MMss paggnni itu a a a eessccalo ddeemm!! 0. o m 0 8 s. i ssism 8 Ela é obtida a partir do Momento Sísmico (M0 em dina-cm), que é definido pelo módulo de rigidez do material, deslocamento e área da falha que gerou o terremoto M 0=μ D S d τ= F

Momento Sísmico M0 Falha Plano auxiliar S M 0=μ D Força! Epicentro Á re a d τ= F Deslocamento!

Exemplo 200 km Área=800 km 200 km=800000 200000=1.6 xe 11 m Deslocamento=21 m Módulo de rigidez=72gpa=72e9 N. m 2 800 km M 0=μ D S =72E9 21 1.6E11=2.4E23 N. m 21 m log(m 0 ) M w= 10.73 1.5 log(2.4e23 1E7) M w= 10.73=9.5 1.5 2

Magnitude por estação e por evento A tarefa de obter a magnitude envolve assim: Determinar a magnitude em cada estação Obter a média dos valores para obter assim a magnitude de cada evento ou terremoto

El Dorado, México Exemplo

Magnitude Mb por estação Média dos valores: 5,4 Mb

Magnitude Mw por estação Média dos valores: 6,1 Mw

Pergunta? Qual é a magnitude Richter? ML, Mb, Mr, MS? Todas elas foram de certa forma foram desenvolvidas pelo Richter, as vezes em parcerias com outros pesquisadores como o Gutenberg. A Amagnitude magnitude Richter Richterééum um termo termo genérico, genérico,utilizado utilizado pelos pelos jornalistas jornalistas para para indicar indicar tamanho tamanho de deum um evento. evento. Em Em geral geral aamagnitude magnitude Richter Richter ééoo maior maior valor valor obtido obtido de demagnitude magnitudepara para oo evento evento independente independente do do método método utilizado utilizado!!!!

Tente você mesmo!! 2 w 1 w M M Δ M 0 32 x Prove que para uma variação na magnitude Mw de 1, é necessário um aumento de 10^1.5 ~ 32 vezes na energia liberada em forma de ondas!!!!!

Próxima Aula Sismicidade Distribuição Espacial Em superfície e Profundidade Distribuição Temporal e de Magnitudes (lei de GutenbergRichter)