FICHA (IN)FORMATIVA Nº 2 Biologia e Geologia Módulo 2 Sismologia Sismo Abalo brusco da superfície da Terra provocado por uma súbita libertação de energia no seu interior. Os sismos tectónicos originam-se por ruptura e movimento súbito de rochas que sofreram a ação de forças para além dos seus limites de elasticidade. Uma rutura numa rocha chama-se falha. A teoria que explica deste modo o desencadear de um sismo é a teoria do ressalto elástico. A energia libertada por um sismo propaga-se na forma de ondas sísmicas. São gerados três tipos de ondas sísmicas: ondas primárias (P), ondas secundárias (S) e ondas superficiais (L). As ondas L são de dois tipos: ondas de Love e ondas de Rayleigh. As ondas P e S propagam-se no interior da Terra e as ondas L apenas se propagam à superfície. As ondas sísmicas são registadas em aparelhos chamados sismógrafos e o seu registo constitui o sismograma. Ondas P Ondas S Ondas L - As partículas vibram paralelamente à direção de propagação da onda (ondas longitudinais). - Maior velocidade. - Menor amplitude. - Propagam-se em meios sólidos, líquidos e gasosos. - As partículas vibram perpendicularmente à direção de propagação da onda (ondas transversais). - Menor velocidade do que as ondas P. - Maior amplitude que as ondas P. - Não se propagam em meios líquidos. - As partículas vibram em movimentos orbitais. - Baixa velocidade. - Grande amplitude. - Propagam-se apenas à superfície da Terra. Docente: Ana Cristina Andrade Página 1 de 7
Localização do epicentro de um sismo: Quanto maior o intervalo de tempo S-P registado num sismograma, maior será a distância ao epicentro. Docente: Ana Cristina Andrade Página 2 de 7
A grandeza de um sismo pode ser avaliada pelos parâmetros intensidade e magnitude. Intensidade sísmica - Baseia-se na destruição causada pelo sismo. É subjetiva. - Existem vários valores de intensidade para o mesmo sismo, o que depende da distância ao epicentro. - Exprime-se na escala de Mercalli modificada ou escala internacional. Magnitude sísmica - Baseia-se na quantidade de energia libertada no foco do sismo. É objetiva. - Existe um único valor de magnitude para um sismo, que reflete a quantidade de energia libertada. - Exprime-se na escala de Richter. Isossistas são linhas curvas que unem pontos onde o sismo teve a mesma intensidade. Conhecida a intensidade do sismo em vários locais, é possível traçar a respetiva carta de isossistas. A previsão e a prevenção sísmicas visam eliminar ou diminuir as consequências por vezes devastadoras, dos sismos. Previsão sísmica - Comportamento dos animais. - Variações de condutividade eléctrica do solo. - Variações do campo magnético. - Variações da inclinação dos terrenos. - Periodicidade sísmica. - Abalos premonitórios. Prevenção sísmica - Elaboração de mapas de risco sísmico. - Elaboração de normas legais de construção anti-sísmica em locais de risco elevado. - Educação das populações. Ondas sísmicas e estrutura interna da Geosfera As ondas sísmicas P e S propagam-se pelo interior da Terra e sofrem fenómenos de refração e reflexão. A velocidade de propagação das ondas P e S é diretamente proporcional à rigidez (aumenta com a rigidez) e inversamente proporcional à densidade (diminui com a densidade) dos materiais que atravessam. Superfície de descontinuidade é uma separação entre dois meios com características físicas ou químicas diferentes, o que provoca fenómenos de reflexão e refração das ondas sísmicas. Docente: Ana Cristina Andrade Página 3 de 7
Velocidade de propagação das ondas P e S com a profundidade no globo terrestre: O trajeto das ondas P e S pelo interior da geosfera permite identificar as seguintes superfícies de descontinuidade: Descontinuidade de Mohorovicic ou Moho Localiza-se à profundidade média de 35 km. Separa a crosta do manto. Verifica-se um aumento de velocidade das ondas P e S. - Zona de baixa velocidade: Entre os 100 e os 350 km de profundidade o material do manto encontra-se parcialmente fundido (1 a 5% do material fundido), o que confere às rochas menor rigidez e maior plasticidade. Chama-se a esta camada astenosfera. Descontinuidade de Gutenberg Localiza-se à profundidade média de 2900 km (2891km). Separa o manto, sólido e rochoso, do núcleo externo líquido e metálico. As ondas S deixam de se propagar e a velocidade de propagação das ondas P reduz-se drasticamente. - Zona de sombra sísmica: A partir dos 103º de ângulo epicentral não são registadas ondas S. O mesmo acontece entre os 103º e os 142º de ângulo epicental para as ondas P. A existência de zonas de sombra deve-se à reflexão das ondas S e P e à refracção das ondas P aos 2900 km de profundidade. Descontinuidade de Wiechert/Lehman Localiza-se à profundidade média de 5150 km. Separa o núcleo externo líquido do núcleo interno sólido. A velocidade de propagação das ondas P aumenta. Docente: Ana Cristina Andrade Página 4 de 7
EXERCÍCIOS 1. Estabeleça a correspondência entre os termos da coluna I e as afirmações da coluna II. Coluna I Coluna II A Magnitude sísmica 1 Aparelho que regista os sismos B Intensidade sísmica 2 Abalos de menor intensidade que se seguem a um sismo C Réplica principal D Sismógrafo 3 Parâmetro de avaliação da grandeza de um sismo que se E Abalo premonitório baseia nos efeitos produzidos por este F Sismograma 4 Escala de magnitude sísmica G Escala de Richter 5 Onda gigante originada por um sismo com epicentro no mar H Tsunami 6 Pequeno abalo que antecede um sismo principal I Escala de Mercalli 7 Escala de intensidade sísmica 8 Registo de um sismo obtido por um sismógrafo 9 Parâmetro de avaliação da grandeza de um sismo que se baseia na quantidade de energia libertada no foco. 2. Faça corresponder a cada uma das afirmações uma letra da chave seguinte. Chave A Ondas S B Ondas P C Ondas L Afirmações 1 Propagam-se apenas à superfície da Terra 2 São as ondas sísmicas de menor amplitude 3 São as ondas sísmicas de menor velocidade 4 Propagam-se apenas em meios sólidos 5 São as primeiras a serem detetadas nos sismógrafos 6 As partículas dos materiais rochosos vibram perpendicularmente à direcção de propagação da onda 3. A figura 1 representa a carta de isossistas do terramoto de Lisboa de 1755. 3.1. Indique a intensidade no epicentro. 3.2. Indique a intensidade máxima no nosso país. 3.3. Faça uma crítica ao facto de as isossistas estarem traçadas sobre o oceano. 3.4. Explique por que razão é possível, para um determinado sismo, registar várias intensidades mas apenas uma magnitude. Figura 1 Docente: Ana Cristina Andrade Página 5 de 7
4. Indique qual dos gráficos seguidamente representados regista melhor a relação entre a diferença de tempo de chegada das ondas P e das ondas S a locais progressivamente mais distantes do epicentro. 5. A figura 2 representa três sismogramas relativos ao mesmo sismo. Figura 2 5.1. Sabendo que as ondas P e S tiveram origem no foco ao mesmo tempo, como explica que cheguem às estações consideradas em tempos diferentes? 5.2. Indique, justificando, qual das estações se encontra a maior distância do epicentro. 5.3. O raio de cada círculo da figura 3 é proporcional à distância de cada uma das estações consideradas ao epicentro. Indique qual das situações 1, 2, 3, ou 4 ilustra a posição das três estações A, B e C, relativamente ao epicentro. Figura 3 Docente: Ana Cristina Andrade Página 6 de 7
6. O diagrama da figura 4 representa uma secção da Terra, mostrando o trajeto de ondas sísmicas. As letras assinalam os locais onde estavam situados os sismógrafos. 6.1. Indique em qual das estações a diferença de tempo entre a chegada de ondas P e a chegada de ondas S foi maior. 6.2. Indique, apresentando uma explicação para esse facto, uma estação em que não houve registo de ondas P nem de ondas S diretas. 6.3. Indique o tipo de ondas que são registadas na estação F. Figura 4 Bom trabalho. Docente: Ana Cristina Andrade Página 7 de 7