Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
O que são ondas de terremoto? Ondas de terremoto, mais comumente conhecidas como ondas sísmicas , são vibrações geradas por um terremoto e propagadas dentro da Terra ou ao longo de sua superfície. Existem quatro tipos principais de ondas elásticas : duas, ondas primárias e secundárias, viajam dentro da Terra, enquanto as outras duas, ondas Rayleigh e Love, chamadas ondas de superfície, viajam ao longo de sua superfície. Além disso, as ondas sísmicas podem ser produzidas artificialmente por explosões. Por que um terremoto é perigoso? Ao longo dos séculos, os terramotos foram responsáveis por milhões de mortes e por uma quantidade incalculável de danos materiais. Dependendo da sua intensidade, os terremotos (especificamente, o grau em que causam tremores na superfície do solo) podem derrubar edifícios e pontes , romper gasodutos e outras infraestruturas e provocar deslizamentos de terra , tsunamis e vulcões . Esses fenômenos são os principais responsáveis por mortes e ferimentos. Terremotos muito grandes ocorrem em média uma vez por ano. Terremoto é definido como qualquer tremor repentino do solo causado pela passagem de ondas sísmicas pelas rochas da Terra . As ondas sísmicas são produzidas quando alguma forma de energia armazenada na crosta terrestre é liberada repentinamente, geralmente quando massas de rochas que se esforçam umas contra as outras repentinamente se fraturam e “escorregam”. Os terremotos ocorrem com mais frequência ao longo de áreas geológicas falhas , zonas estreitas onde os maciços rochosos se movem uns em relação aos outros. As principais falhas geológicas do mundo estão localizadas nas margens das enormes placas tectônicas que constituem a crosta terrestre. Pouco se sabia sobre os terremotos até o surgimento da sismologia no início do século XX. A sismologia , que envolve o estudo científico de todos os aspectos dos terremotos, produziu respostas para questões antigas como por que e como os terremotos ocorrem. Cerca de 50.000 terremotos grandes o suficiente para serem notados sem a ajuda de instrumentos ocorrem anualmente em toda a Terra. Destes, aproximadamente 100 são de tamanho suficiente para produzir danos substanciais se os seus centros estiverem próximos de áreas habitacionais. Terremotos muito grandes ocorrem em média uma vez por ano. Ao longo dos séculos, foram responsáveis por milhões de mortes e por uma quantidade incalculável de danos materiais. A natureza dos terremotos Causas de terremotos Os principais terremotos da Terra ocorrem principalmente emcinturões coincidentes com as margens das placas tectônicas. Isto tem sido evidente há muito tempo nos primeiros catálogos de terremotos sentidos e é ainda mais facilmente discernível nos mapas de sismicidade modernos , que mostram epicentros determinados instrumentalmente. O cinturão de terremotos mais importante é oCinturão Circum-Pacífico , que afeta muitas regiões costeiras povoadas ao redor do Oceano Pacífico — por exemplo, as da Nova Zelândia , Nova Guiné , Japão , Ilhas Aleutas , Alasca , e as costas ocidentais da América do Norte e do Sul. Estima-se que 80 por cento da energia atualmente libertada nos terramotos provém daqueles cujos epicentros estão nesta cintura. A atividade sísmica não é de forma alguma uniforme em todo o cinturão e há diversas ramificações em vários pontos. Como em muitos lugares o Cinturão Circum-Pacífico está associado à atividade vulcânica , ele foi popularmente apelidado de " Anel de Fogo do Pacífico ". Um segundo cinturão, conhecido como Cinturão Alpide , passa pela região do Mediterrâneo em direção ao leste através da Ásia e se junta ao Cinturão Circum-Pacífico nas Índias Orientais . A energia liberada em terremotos neste cinturão representa cerca de 15% do total mundial. Existem também impressionantes zonas interligadas de atividade sísmica, principalmente ao longo das dorsais oceânicas — incluindo as do Oceano Ártico , do Oceano Atlântico e do Oceano Índico ocidental — e ao longo dos vales em fendas da África Oriental . Esta distribuição global da sismicidade é melhor compreendida em termos da sua configuração de placas tectónicas . Forças naturais Os terremotos são causados pela liberação repentina de energia dentro de alguma região limitada das rochas da Terra . A energia pode ser liberada por deformação elástica , gravidade, reações químicas ou mesmo o movimento de corpos massivos. De todas estas, a libertação de deformação elástica é a causa mais importante, porque esta forma de energia é o único tipo que pode ser armazenado em quantidade suficiente na Terra para produzir grandes perturbações. Os terremotos associados a este tipo de liberação de energia são chamados de terremotos tectônicos. Tectônica Os terremotos são causados por uma fratura repentina de massas rochosas ao longo de uma falha geológica. Os terremotos tectônicos são explicados pelos chamados teoria do rebote elástico , formulada pelo geólogo norte- americano Harry Fielding Reid após A Falha de San Andreas rompeu-se em 1906, gerando o grande terremoto de São Francisco . De acordo com a teoria, um terremoto tectônico ocorre quando as deformações nas massas rochosas se acumulam a um ponto em que as tensões resultantes excedem a resistência das rochas, resultando em fraturas repentinas. As fraturas propagam -se rapidamente através da rocha, geralmente tendendo na mesma direção e às vezes estendendo-se por muitos quilômetros ao longo de uma zona local de fraqueza. Em 1906, por exemplo, a falha de San Andreas deslizou ao longo de um avião de 430 km (270 milhas) de comprimento. Ao longo desta linha, o solo foi deslocado horizontalmente em até 6 metros (20 pés). À medida que a ruptura de uma falha progride ao longo ou para cima da falha, as massas rochosas são lançadas em direções opostas e, assim, retornam para uma posição onde há menos tensão. Em qualquer ponto este movimento pode ocorrer não de uma só vez, mas sim em passos irregulares; essas desacelerações e reinicializações repentinas dão origem às vibrações que se propagam como ondas sísmicas . Essas propriedades irregulares de ruptura de falhas estão agora incluídas na modelagem de fontes de terremotos, tanto física quanto matematicamente. As rugosidades ao longo da falha são chamadas de asperezas, e os locais onde a ruptura diminui ou para são chamados de barreiras de falha. A ruptura da falha começa no foco do terremoto, um local que em muitos casos está próximo de 5 a 15 km abaixo da superfície. A ruptura se propaga em uma ou ambas as direções sobre o plano da falha até ser interrompida ou desacelerada em uma barreira. Às vezes, em vez de parar na barreira, a ruptura da falha recomeça no outro lado; outras vezes, as tensões nas rochas rompem a barreira e a ruptura continua. Tipos de falhas em terremotos tectônicos Tipos de falhas em terremotos tectônicos. Nas falhas normais e reversas, as massas rochosas deslizam umas sobre as outras verticalmente. Nas falhas transcorrentes, eles deslizam um pelo outro horizontalmente. Os terremotos têm propriedades diferentes dependendo do tipo de deslizamento de falha que os causa (como mostrado na figura ). O modelo de falha usual tem um “strike” (isto é, a direção do norte tomada por uma linha horizontal no plano da falha) e um “dip” (o ângulo da horizontal mostrado pela inclinação mais íngreme da falha). A parede inferior de uma falha inclinada é chamada de lapa. Sobre a calçada está a parede suspensa. Quando as massas rochosas deslizam umas sobre as outras paralelamente ao impacto, o movimento é conhecido como falha de deslizamento . O movimento paralelo ao mergulho é chamado falha de deslizamento . As falhas de deslizamento são laterais direita ou lateral esquerda, dependendo se o bloco no lado oposto da falha de um observador se moveu para a direita ou para a esquerda. Em falhas de deslizamento, se o bloco da paredesuspensa se move para baixo em relação ao bloco da lapa, isso é chamado de falha “normal”; o movimento oposto, com a parede suspensa movendo-se para cima em relação à parede inferior, produz falha reversa ou de impulso. Supõe-se que todas as falhas conhecidas tenham sido a sede de um ou mais terremotos no passado, embora os movimentos tectônicos ao longo das falhas sejam frequentemente lentos e a maioria das falhas geologicamente antigas sejam agora assísmicas (ou seja, não causam mais terremotos). As falhas reais associadas a um terremoto podem ser complexas e muitas vezes não é claro se, em um terremoto específico, a energia total é proveniente de um único plano de falha. As falhas geológicas observadas mostram por vezes deslocamentos relativos da ordem de centenas de quilómetros ao longo do tempo geológico , enquanto os deslocamentos repentinos de deslizamento que produzem ondas sísmicas podem variar de apenas alguns centímetros a dezenas de metros . No terremoto de Tangshan de 1976 , por exemplo, um deslizamento superficial de cerca de um metro foi observado ao longo da falha causadora a leste de Pequim , e no terremoto de Taiwan de 1999, a falha de Chelung-pu deslizou até oito metros verticalmente. Vulcanismo Um tipo separado de terremoto está associado à atividade vulcânica e é chamado de terremoto vulcânico. No entanto, é provável que mesmo nesses casos a perturbação seja o resultado de um deslizamento repentino das massas rochosas adjacentes ao vulcão e da consequente libertação de energia de deformação elástica. A energia armazenada , no entanto, pode ser em parte de origem hidrodinâmica devido ao calor fornecido pelo magma que se move em reservatórios abaixo do vulcão ou à libertação de gás sob pressão. Existe uma correspondência clara entre a distribuição geográfica dos vulcões e os grandes sismos, particularmente na Faixa Circum-Pacífico e ao longo das dorsais oceânicas. As fontes vulcânicas, no entanto, estão geralmente a várias centenas de quilómetros dos epicentros da maioria dos grandes terramotos superficiais, e muitas fontes de terramotos não ocorrem perto de vulcões activos. Mesmo nos casos em que o foco de um terramoto ocorre directamente abaixo de estruturas marcadas por aberturas vulcânicas, provavelmente não existe uma ligação causal imediata entre as duas actividades; muito provavelmente ambos são o resultado dos mesmos processos tectônicos. Indução artificial Os terremotos são por vezes causados por atividades humanas, incluindo a injeção de fluidos em poços profundos, a detonação de grandes explosões nucleares subterrâneas, a escavação de minas e o enchimento de grandes reservatórios . No caso da mineração profunda , a remoção de rocha produz alterações nas deformações ao redor dos túneis. Pode ocorrer deslizamento em falhas adjacentes preexistentes ou estilhaçamento de rocha para fora das novas cavidades. Na injeção de fluido, acredita-se que o deslizamento seja induzido pela liberação prematura de deformação elástica, como no caso de terremotos tectônicos, após as superfícies da falha serem lubrificadas pelo líquido . Sabe-se que grandes explosões nucleares subterrâneas produzem deslizamentos em falhas já tensas nas proximidades dos dispositivos de teste. Indução de reservatório Das diversas atividades causadoras de terremotos citadas acima, o enchimento de grandes reservatórios está entre as mais importantes. Foram documentados mais de 20 casos significativos em que a sismicidade local aumentou após o represamento de água atrás de barragens altas. Muitas vezes, a causalidade não pode ser comprovada porque não existem dados que permitam comparar a ocorrência do terremoto antes e depois do enchimento do reservatório. Os efeitos de indução de reservatórios são mais marcantes para reservatórios com mais de 100 metros (330 pés) de profundidade e 1 km cúbico (0,24 milha cúbica) de volume. Três locais onde tais conexões provavelmente ocorreram são a Represa Hoover, nos Estados Unidos , a Barragem Alta de Assuã, no Egito, e a Barragem de Kariba na fronteira entre o Zimbabué e a Zâmbia . A explicação mais geralmente aceita para a ocorrência de terremotos em tais casos assume que as rochas próximas ao reservatório já estão tensionadas pelas forças tectônicas regionais a um ponto onde as falhas próximas estão quase prontas para deslizar. A água no reservatório adiciona uma perturbação de pressão que desencadeia a ruptura da falha. O efeito da pressão talvez seja aumentado pelo fato de que as rochas ao longo da falha têm menor resistência devido ao aumento da pressão dos poros da água. Apesar destes factores, o enchimento da maioria dos grandes reservatórios não produziu sismos suficientemente grandes para serem um perigo. Os mecanismos específicos da fonte sísmica associados à indução do reservatório foram estabelecidos em alguns casos. Para o choque principal noBarragem e reservatório de Koyna na Índia (1967), as evidências favorecem o movimento de falhas de deslizamento. Em ambos osBarragem Kremasta na Grécia (1965) e aBarragem de Kariba no Zimbábue-Zâmbia (1961), o mecanismo gerador era dip-slip em falhas normais. Por outro lado, os mecanismos de impulso foram determinados para fontes de terremotos no lago atrás Barragem de Nurek no Tadjiquistão . Mais de 1.800 terremotos ocorreram durante os primeiros nove anos após a água ter sido represada neste reservatório de 317 metros de profundidade em 1972, uma taxa que equivale a quatro vezes o número médio de choques na região antes do enchimento. Sismologia e explosões nucleares Em 1958, representantes de vários países, incluindo os Estados Unidos e a União Soviética , reuniram-se para discutir a base técnica para um tratado de proibição de testes nucleares . Entre as questões consideradas estava a viabilidade de desenvolver meios eficazes para detectar explosões nucleares e distingui-las sismicamente dos terremotos. Após essa conferência , muitas pesquisas especiais foram direcionadas para a sismologia , levando a grandes avanços na detecção e análise de sinais sísmicos. Trabalhos sismológicos recentes sobre verificação de tratados envolveram o uso de sismógrafos de alta resolução em uma rede mundial, estimando o rendimento de explosões, estudando a atenuação das ondas na Terra , determinando discriminantes de amplitude e espectro de frequência das ondas e aplicando matrizes sísmicas. As descobertas dessas pesquisas mostraram que as explosões nucleares subterrâneas, em comparação com os terremotos naturais, geralmente geram ondas sísmicas através do corpo da Terra que são de amplitude muito maior do que as ondas superficiais. Esta diferença reveladora , juntamente com outros tipos de evidências sísmicas, sugerem que uma rede internacional de monitorização de 270 estações sismográficas poderia detectar e localizar todos os eventos sísmicos de magnitude 4 e superiores no globo (correspondendo a uma produção explosiva de cerca de 100 toneladas de TNT). Efeitos dos terremotos Aprenda como as placas da crosta terrestre se chocam e Os terremotos têm efeitos variados, incluindo mudanças nas características geológicas, danos a estruturas feitas pelo homem e impacto na vida humana e animal. A maioria destes efeitos ocorre em solo sólido , mas, como a maioria dos focos de terremotos estão localizados no fundo do oceano , efeitos graves são frequentemente observados ao longo das margens dos oceanos. Fenômenos de superfície Os terremotos costumam causar problemas dramáticos mudanças geomorfológicas , incluindo movimentos do solo - verticais ou horizontais - ao longo de traços de falhas geológicas ; subida, descida e inclinação da superfície do solo; mudanças no fluxo das águas subterrâneas ; liquefação de solo arenoso; deslizamentos de terra ; e fluxos de lama . A investigação das alterações topográficas é auxiliada por mediçõesgeodésicas , que são feitas sistematicamente em vários países gravemente afetados por terremotos. Os terremotos podem causar danos significativos a edifícios, pontes , oleodutos , ferrovias, aterros e outras estruturas. O tipo e a extensão dos danos infligidos estão relacionados com a força dos movimentos do solo e com o comportamento dos solos de fundação . Na região mais intensamente danificada , chamada área meizoseismal, os efeitos de um terremoto severo são geralmente complicados e dependem da topografia e da natureza dos materiais da superfície. São frequentemente mais graves em aluviões moles e sedimentos não consolidados do que em rochas duras . A distâncias superiores a 100 km (60 milhas) da fonte, os principais danos são causados pelas ondas sísmicas que viajam ao longo da superfície. Nas minas, frequentemente há poucos danos abaixo de profundidades de algumas centenas de metros, embora a superfície do solo imediatamente acima seja consideravelmente afetada. Os terremotos são frequentemente associados a relatos de sons e luzes distintos . Os sons são geralmente graves e foram comparados ao barulho de um trem subterrâneo passando por uma estação. A ocorrência de tais sons é consistente com a passagem de ondas sísmicas de alta frequência pelo solo. Ocasionalmente, flashes luminosos, serpentinas e bolas brilhantes foram relatados no céu noturno durante terremotos. Essas luzes foram atribuídas à indução elétrica no ar ao longo da fonte do terremoto. Tsunamis Depois de ser gerado por um terremoto submarino ou deslizamento de terra, um tsunami pode se propagar despercebido por vastas extensões de oceano aberto antes de atingir águas rasas e inundar a costa. Após certos terremotos, ondas de água de comprimento de onda muito longo nos oceanos ou mares varrem a costa. Mais apropriadamente chamadas de ondas sísmicas do mar ou tsunamis ( tsunami é uma palavra japonesa para “onda portuária”), são comumente chamadas de maremotos, embora as atrações da Lua e do Sol não desempenhem nenhum papel na sua formação. Às vezes, chegam à costa a grandes alturas – dezenas de metros acima do nível médio da maré – e podem ser extremamente destrutivos. A causa imediata usual de um tsunami é o deslocamento repentino do fundo do mar, suficiente para causar a subida ou descida repentina de uma grande massa de água. Esta deformação pode ser a origem da falha de um terremoto ou pode ser um deslizamento submarino decorrente de um terremoto. Grandes erupções vulcânicas ao longo da costa, como as de Thera (c. 1580 AC ) e Krakatoa (1883 DC ), também produziram tsunamis notáveis. O mais destrutivoO tsunami já registrado ocorreu em 26 de dezembro de 2004, depois que um terremoto deslocou o fundo do mar na costa de Sumatra , na Indonésia . Mais de 200.000 pessoas foram mortas por uma série de ondas que inundaram as costas da Indonésia ao Sri Lanka e chegaram mesmo à costa do Corno de África . Após a perturbação inicial na superfície do mar, as ondas de água espalharam-se em todas as direcções. Sua velocidade de deslocamento em águas profundas é dada pela fórmula (Raiz quadrada de√ g h ), onde h é a profundidade do mar eg é a aceleração da gravidade . Esta velocidade pode ser considerável – 100 metros por segundo (225 milhas por hora) quando h é 1.000 metros (3.300 pés). Contudo, a amplitude (isto é, a altura da perturbação) na superfície da água não excede alguns metros em águas profundas, e o comprimento de onda principal pode ser da ordem de centenas de quilómetros ; correspondentemente, o período da onda principal – isto é, o intervalo de tempo entre a chegada de cristas sucessivas – pode ser da ordem de dezenas de minutos. Devido a essas características, as ondas do tsunami não são percebidas pelos navios no mar. Quando os tsunamis se aproximam de águas rasas, entretanto, a amplitude das ondas aumenta. As ondas podem ocasionalmente atingir uma altura de 20 a 30 metros acima do nível médio do mar em portos e enseadas em forma de U e V. Eles caracteristicamente causam muitos danos em terrenos baixos ao redor dessas enseadas. Frequentemente, a frente de onda na entrada é quase vertical, como num furo de maré , e a velocidade de avanço pode ser da ordem de 10 metros por segundo. Em alguns casos existem várias ondas grandes separadas por intervalos de vários minutos ou mais. A primeira destas ondas é muitas vezes precedida por um extraordinário recuo da água da costa, que pode começar vários minutos ou mesmo meia hora antes. Organizações, nomeadamente no Japão , na Sibéria , no Alasca e no Havai , foram criadas para fornecer alertas de tsunami. Um desenvolvimento fundamental é oSistema de alerta de ondas marítimas sísmicas, um sistema com apoio internacional projetado para reduzir a perda de vidas no Oceano Pacífico . Centrado em Honolulu , emite alertas baseados em relatos de terremotos provenientes de estações sismográficas circun-Pacíficas. Seiches Seiches são movimentos rítmicos da água em baías ou lagos quase sem litoral que às vezes são induzidos por terremotos e tsunamis. Oscilações desse tipo podem durar horas ou até um ou dois dias. O grande terramoto de Lisboa de 1755 fez com que as águas dos canais e lagos em regiões tão distantes como a Escócia e a Suécia entrassem em oscilações observáveis. As ondas de Seiche em lagos do Texas , no sudoeste dos Estados Unidos , começaram entre 30 e 40 minutos após oTerremoto de 1964 no Alasca , produzido por ondas sísmicas de superfície que passam pela área. Um efeito relacionado é o resultado de ondas sísmicas de um terremoto que passam pela água do mar após sua refração através do fundo do mar. A velocidade dessas ondas é de cerca de 1,5 km (0,9 milhas) por segundo, a velocidade do som na água. Se tais ondas atingirem um navio com intensidade suficiente, darão a impressão de que o navio atingiu um objeto submerso. Este fenômeno é denominado maremoto. Intensidade e magnitude dos terremotos Escalas de intensidade A violência dos abalos sísmicos varia consideravelmente numa única área afetada. Como toda a gama de efeitos observados não é passível de uma definição quantitativa simples, a força do tremor é comumente estimada por referência a escalas de intensidade que descrevem os efeitos em termos qualitativos. As escalas de intensidade datam do final do século 19 e início do século 20, antes do desenvolvimento de sismógrafos capazes de medir com precisão o movimento do solo. Desde então, as divisões nestas escalas têm sido associadas a acelerações mensuráveis do tremor local do solo. A intensidade depende, no entanto, de uma forma complicada, não apenas das acelerações do solo, mas também dos períodos e outras características das ondas sísmicas, da distância do ponto de medição à fonte e da estrutura geológica local. Além disso, a intensidade, ou força, do terremoto é distinta da magnitude do terremoto , que é uma medida da amplitude , ou tamanho, das ondas sísmicas conforme especificado por uma leitura do sismógrafo . Veja abaixo a magnitude do terremoto . Várias escalas de intensidade diferentes foram estabelecidas durante o século passado e aplicadas a terremotos destrutivos atuais e antigos. Durante muitos anos, a escala mais utilizada foi uma escala de 10 pontos desenvolvida em 1878 por Michele Stefano de Rossi e François-Alphonse Forel . A escala agora geralmente empregada na América do Norte é a Escala Mercalli , modificada por Harry O. Wood e Frank Neumann em 1931, na qual a intensidade é considerada mais adequada. Uma forma resumida de 12 pontos da escala Mercalli modificada é fornecida abaixo. A intensidade VIII de Mercalli modificada está aproximadamente correlacionada com acelerações de pico de cerca de um quarto da gravidade ( g = 9,8 metros, ou 32,2 pés, por segundo ao quadrado) e velocidades de solo de 20 cm (8 polegadas) por segundo. Escalas alternativas foramdesenvolvidas no Japão e na Europa para as condições locais. A escala Europeia (MSK) de 12 graus é semelhante à versão abreviada do Mercalli. Escala Mercalli modificada de intensidade do terremoto I. Não senti. Efeitos marginais e de longo prazo de grandes terremotos. II. Sentido por pessoas em repouso, em andares superiores ou em outra posição favorável para sentir tremores. III. Sentido dentro de casa. Objetos pendurados balançam. As vibrações são semelhantes às causadas pela passagem de caminhões leves. A duração pode ser estimada. 4. As vibrações são semelhantes às causadas pela passagem de camiões pesados (ou a um solavanco semelhante ao causado por uma bola pesada que atinge as paredes). Automóveis em pé são demais. Janelas, pratos, portas chacoalham. Os copos tilintam, as louças batem. Na faixa superior do grau IV, as paredes e molduras de madeira rangem. V. Sentido ao ar livre; direção pode ser estimada. Os adormecidos despertam. Os líquidos são mexidos, alguns derramados. Pequenos objetos são deslocados ou perturbados. As portas balançam, abrem, fecham. Os relógios de pêndulo param, iniciam e mudam de velocidade. VI. Sentido por todos; muitos ficam assustados e correm para fora. As pessoas andam instáveis. Fotos caem das paredes. Os móveis se movem ou tombam. Gesso fraco e fissuras na alvenaria. Pequenos sinos tocam (igreja, escola). Árvores, arbustos tremem. VII. Difícil de ficar de pé. Notado por motoristas de automóveis. Objetos pendurados tremendo. Móveis quebrados. Danos à alvenaria fraca. Chaminés fracas quebradas na linha do telhado. Queda de reboco, tijolos soltos, pedras, azulejos, cornijas. Ondas em lagoas; água turva com lama. Pequenos escorregas e escavações ao longo de bancos de areia ou cascalho . Grandes sinos tocando. Valas de irrigação de concreto danificadas. VIII. Direção de automóveis afetada. Danos à alvenaria; colapso parcial. Alguns danos em alvenaria armada; nenhum para alvenaria armada projetada para resistir a forças laterais. Queda de estuques e algumas paredes de alvenaria. Torção, queda de chaminés, chaminés de fábricas, monumentos, torres, tanques elevados. As casas de madeira moviam-se sobre fundações se não fossem aparafusadas; paredes de painéis soltos jogadas fora. Estacas deterioradas quebradas. Galhos quebrados de árvores. Mudanças na vazão ou temperatura de nascentes e poços. Rachaduras em solo úmido e encostas íngremes. IX. Pânico geral. Alvenaria fraca destruída; alvenaria comum fortemente danificada, às vezes com colapso total; alvenaria armada seriamente danificada. Graves danos aos reservatórios. Canos subterrâneos quebrados. Rachaduras visíveis no solo. Nas áreas aluviais , areia e lama são ejetadas; fontes de terremotos, crateras de areia. X. A maioria das alvenarias e estruturas destruídas juntamente com suas fundações. Algumas estruturas e pontes de madeira bem construídas foram destruídas. Danos graves em barragens, diques e aterros. Grandes deslizamentos de terra. Água jogada nas margens de canais, rios, lagos e assim por diante. Areia e lama deslocaram-se horizontalmente nas praias e terrenos planos . Os trilhos da ferrovia dobraram ligeiramente. XI. Os trilhos dobraram muito. Tubulações subterrâneas completamente fora de serviço. XII. Danos quase totais. Grandes massas rochosas foram deslocadas. Linhas de visão e nível distorcidos. Objetos lançados ao ar. Com o uso de uma escala de intensidade, é possível resumir esses dados de um terremoto através da construção de curvas isoseísmicas, que são linhas que conectam pontos de igual intensidade. Se houvesse simetria completa em relação à vertical através do foco do terremoto, os isoseismais seriam círculos com oepicentro (o ponto na superfície da Terra imediatamente acima de onde o terremoto se originou) como centro. No entanto, devido aos muitos factores geológicos assimétricos que influenciam a intensidade, as curvas estão frequentemente longe de ser circulares. A posição mais provável do epicentro é frequentemente considerada num ponto dentro da área de maior intensidade. Em alguns casos, dados instrumentais verificam este cálculo, mas não raro o verdadeiro epicentro situa-se fora da área de maior intensidade. Magnitude do terremoto A magnitude do terremoto é uma medida do “tamanho”, ou amplitude , das ondas sísmicas geradas por uma fonte de terremoto e registradas por sismógrafos. (Os tipos e a natureza dessas ondas são descritos na seção Ondas sísmicas .) Como o tamanho dos terremotos varia enormemente, é necessário, para fins de comparação, comprimir a faixa de amplitudes das ondas medidas em sismogramas por meio de um dispositivo matemático. Em 1935, o sismólogo americanoCharles F. Richter estabeleceu uma magnitudeescala de terremotos como o logaritmo na base 10 da amplitude máxima da onda sísmica (em milésimos de milímetro) registrada em um sismógrafo padrão (o sismógrafo de pêndulo de torção Wood-Anderson) a uma distância de 100 km (60 milhas) do epicentro do terremoto . A redução das amplitudes observadas a várias distâncias às amplitudes esperadas à distância padrão de 100 km é feita com base em tabelas empíricas . As magnitudes Richter M L são calculadas partindo do pressuposto de que a razão entre as amplitudes máximas das ondas em duas distâncias determinadas é a mesma para todos os terremotos e é independente do azimute. Richter aplicou pela primeira vez sua escala de magnitude a terremotos de foco raso registrados a 600 km do epicentro na região sul da Califórnia . Posteriormente, foram elaboradas tabelas empíricas adicionais, onde poderiam ser utilizadas observações feitas em estações distantes e em sismógrafos diferentes do tipo padrão. As tabelas empíricas foram estendidas para cobrir terremotos de todas as profundidades focais significativas e para permitir estimativas independentes de magnitude a partir de observações de ondas corporais e de superfície. Uma forma atual da escala Richter é mostrada nomesa. Escala Richter de magnitude do terremoto nível de magnitude categoria efeitos terremotos por ano menos de 1,0 a 2,9 micro geralmente não é sentido pelas pessoas, embora gravado em instrumentos locais mais de 100.000 3,0–3,9 menor sentido por muitas pessoas; nenhum dano 12.000–100.000 4,0–4,9 luz sentido por todos; pequena quebra de objetos 2.000–12.000 5,0–5,9 moderado alguns danos a estruturas fracas 200–2.000 6,0–6,9 forte danos moderados em áreas povoadas 20–200 7,0–7,9 principal danos graves em grandes áreas; perda de vida 3–20 8.0 e superior ótimo destruição severa e perda de vidas em grandes áreas menos de 3 Atualmente, uma série de escalas de magnitude diferentes são usadas por cientistas e engenheiros como medida do tamanho relativo de um terremoto. A magnitude da onda P ( M b ), por exemplo, é definida em termos da amplitude da onda P registrada em um sismógrafo padrão. Da mesma forma, a magnitude da onda de superfície ( M s ) é definida em termos do logaritmo da amplitude máxima do movimento do solo para ondas de superfície com um período de onda de 20 segundos. Conforme definido, uma escala de magnitude de terremoto não tem limite inferior ou superior. Sismógrafos sensíveis podem registrar terremotos com magnitudes de valor negativo e registraram magnitudes de até cerca de 9,0. (O terremoto de São Francisco de 1906 , por exemplo, teve magnitude Richter de 8,25.) Uma fraqueza científica é que não existe uma base mecânica direta para a magnitude definida acima. Pelo contrário, é um parâmetro empírico análogo à magnitude estelar avaliada pelos astrónomos. Na prática moderna, é usada uma medida mecânica do tamanho do terremoto com base mais sólida - a saber, omomento sísmico ( M 0 ). Tal parâmetro está relacionado com a alavancagem angular das forças que produzem o escorregamento na falha causadora . Podeser calculado tanto a partir de ondas sísmicas registradas quanto a partir de medições de campo do tamanho da ruptura da falha. Consequentemente, o momento sísmico fornece uma escala mais uniforme do tamanho do terremoto com base na mecânica clássica. Esta medida permite utilizar uma magnitude mais científica chamada magnitude do momento ( M w ). É proporcional ao logaritmo do momento sísmico; os valores não diferem muito dos valores de M para terremotos moderados. Dadas as definições acima, o grandeO terremoto de 1964 no Alasca , com magnitude Richter ( ML ) de 8,3, também teve os valores M s = 8,4, M 0 = 820 × 10 27 dine centímetros, e M w = 9,2. Terremotoenergia A energia num terremoto que passa por um determinado local de superfície pode ser calculada diretamente a partir dos registros do movimento sísmico do solo, dados, por exemplo, como velocidade do solo. Tais registros indicam uma taxa de energia de 105 watts por metro quadrado (9.300 watts por pé quadrado) perto de uma fonte de terremoto de tamanho moderado. A potência total produzida por uma falha em ruptura num terremoto superficial é da ordem de 10 14 watts, em comparação com os 10 5 watts gerados em motores de foguete. A magnitude da onda superficial M s também foi associada à energia superficial E s de um terremoto por meio de fórmulas empíricas . Estes dão E s = 6,3 × 10 11 e 1,4 × 10 25 ergs para terremotos de M s = 0 e 8,9, respectivamente. Um aumento unitário em M s corresponde a aproximadamente um aumento de 32 vezes na energia. Magnitudes negativas M s correspondem aos menores terremotos registrados instrumentalmente, uma magnitude de 1,5 aos menores terremotos sentidos e uma de 3,0 a qualquer choque sentido a uma distância de até 20 km (12 milhas). Terremotos de magnitude 5,0 causam danos leves perto do epicentro ; os de 6.0 são destrutivos em uma área restrita; e os de 7,5 estão no limite inferior de grandes terremotos. A energia total anual libertada em todos os sismos é de cerca de 10 25 ergs, correspondendo a uma taxa de trabalho entre 10 milhões e 100 milhões de quilowatts. Isto representa aproximadamente um milésimo da quantidade anual de calor que escapa do interior da Terra . Noventa por cento da energia sísmica total provém de terremotos de magnitude 7,0 e superiores – isto é, aqueles cuja energia é da ordem de 10 23 ergs ou mais. Frequência Também existem relações empíricas para as frequências de terremotos de várias magnitudes. Suponhamos que N seja o número médio de choques por ano cuja magnitude se situa num intervalo de cerca de M s . Então log 10 N = a − b M s ajusta bem os dados tanto globalmente como para regiões específicas; por exemplo, para terremotos superficiais em todo o mundo, a = 6,7 e b = 0,9 quando M s > 6,0. A frequência de terremotos maiores aumenta, portanto, por um fator de cerca de 10 quando a magnitude diminui em uma unidade. O aumento na frequência com a redução em M s fica aquém, entretanto, de igualar a diminuição na energia E . Assim, os terremotos maiores são esmagadoramente responsáveis pela maior parte da liberação total de energia sísmica. O número de terremotos por ano com M b > 4,0 chega a 50.000. Ocorrência de terremotos Associações tectônicas Os padrões globais de sismicidade não tinham uma explicação teórica forte até que o modelo dinâmico denominadoas placas tectônicas foram desenvolvidas no final da década de 1960. Esta teoria sustenta que a camada superior da Terra, ou litosfera , consiste em quase uma dúzia de grandes placas quase estáveis, chamadas placas. A espessura de cada uma dessas placas é de aproximadamente 80 km (50 milhas). As placas movem-se horizontalmente em relação às placas vizinhas a uma taxa de 1 a 10 cm (0,4 a 4 polegadas) por ano sobre uma concha de menor resistência chamada astenosfera . Nas bordas das placas, onde há contato entre placas adjacentes, forças tectônicas de fronteira atuam sobre as rochas, causando alterações físicas e químicas nelas. A nova litosfera é criada nas dorsais oceânicas pela ressurgência e resfriamento do magma do manto terrestre . Acredita-se que as placas que se movem horizontalmente sejam absorvidas nas fossas oceânicas , onde um processo de subducção leva a litosfera para baixo, para o interior da Terra. A quantidade total de material litosférico destruído nessas zonas de subducção é igual à gerada nas cristas. Evidências sismológicas (como a localização de grandes cinturões de terremotos) estão em toda parte de acordo com este modelo tectônico. As fontes do terremoto estão concentradas ao longo dodorsais oceânicas , que correspondem a limites divergentes das placas . Nas zonas de subducção, que estão associadas alimites de placas convergentes , terremotos de foco intermediário e profundo marcam a localização da parte superior de uma laje de litosfera mergulhada. Os mecanismos focais indicam que as tensões estão alinhadas com o mergulho da litosfera abaixo do continente adjacente ou arco insular . Alguns terremotos associados às dorsais oceânicas estão confinados a falhas transcorrentes, chamadas falhas transformantes, que compensam as cristas das cristas. A maioria dos terremotos que ocorrem ao longo dessas falhas de cisalhamento horizontais são caracterizados por movimentos de deslizamento. Também de acordo com a teoria das placas tectônicas está a alta sismicidade encontrada ao longo das bordas das placas, onde elas deslizam umas sobre as outras. Os limites das placas deste tipo, às vezes chamados de zonas de fratura, incluemFalha de San Andreas na Califórnia e sistema de falhas da Anatólia Norte na Turquia . Esses limites de placas são locais de terremotos interplacas de foco raso. A baixa sismicidade dentro das placas é consistente com a descrição das placas tectônicas. Terremotos pequenos a grandes ocorrem em regiões limitadas, bem dentro dos limites das placas; no entanto, tais eventos sísmicos intraplacas podem ser explicados por mecanismos tectônicos diferentes dos movimentos dos limites das placas e seus fenômenos associados. Focos rasos, intermediários e profundos A maior parte do mundo experimenta pelo menos terremotos superficiais ocasionais – aqueles que se originam a 60 km (40 milhas) da superfície externa da Terra. Na verdade, a grande maioria dos focos de terremotos são superficiais. Deve-se notar, no entanto, que a distribuição geográfica dos terremotos menores é menos completamente determinada do que a dos terremotos mais graves, em parte porque a disponibilidade de dados relevantes depende da distribuição dos observatórios. Da energia total liberada em terremotos, 12% vem deterremotos intermediários – isto é, terremotos com profundidade focal variando de cerca de 60 a 300 km. Cerca de 3% da energia total vem de terremotos mais profundos. A frequência de ocorrência diminui rapidamente com o aumento da profundidade focal na faixa intermediária. Abaixo da profundidade intermédia a distribuição é bastante uniforme até se aproximarem das maiores profundidades focais, de cerca de 700 km (430 milhas). Oterremotos de foco mais profundo geralmente ocorrem em padrões chamadosZonas de Benioff que mergulham na Terra, indicando a presença de uma laje subdutora . Os ângulos de mergulho dessas lajes são em média cerca de 45°, sendo alguns mais rasos e outros quase verticais. As zonas de Benioff coincidem com arcos insulares tectonicamente activos , como o Japão , Vanuatu , Tonga e as Aleutas , e estão normalmente, mas nem sempre, associadas a fossas oceânicas profundas , como aquelas ao longo dos Andes sul-americanos . As exceções a esta regra incluem a Romênia e o sistema montanhoso Hindu Kush . Na maioria das zonas de Benioff, os focos de terremotos intermediários e profundos encontram-seem uma camada estreita, embora locais hipocentrais precisos recentes no Japão e em outros lugares mostrem duas faixas paralelas distintas de focos separados por 20 km. Tremores secundários , tremores preliminares e enxames Normalmente, um terremoto grande ou mesmo moderado de foco superficial é seguido por muitos terremotos de menor tamanho próximos à região de origem original . Isto é esperado se a ruptura da falha que produz um grande terremoto não aliviar toda a energia de deformação acumulada de uma só vez. Na verdade, esta deslocação é susceptível de causar um aumento na tensão e deformação em vários locais nas proximidades da região focal, aproximando as rochas da crosta terrestre em certos pontos da tensão em que ocorre a fractura. Em alguns casos, um terremoto pode ser seguido por 1.000 ou mais tremores secundários por dia. Às vezes, um grande terremoto é seguido por outro semelhante ao longo da mesma fonte de falha dentro de uma hora ou talvez um dia. Um caso extremo disso são os terremotos múltiplos. Na maioria dos casos, porém, o primeiro terremoto principal de uma série é muito mais severo do que os tremores secundários . Em geral, o número de réplicas por dia diminui com o tempo. A frequência do tremor secundário é aproximadamente inversamente proporcional ao tempo desde a ocorrência do maior terremoto da série. A maioria dos grandes terremotos ocorre sem aviso detectável, mas alguns terremotos principais são precedidos por abalos prévios. Num outro padrão comum, um grande número de pequenos sismos pode ocorrer numa região durante meses sem um grande terramoto. Na região de Matsushiro no Japão , por exemplo, ocorreu entre agosto de 1965 e agosto de 1967 uma série de centenas de milhares de terremotos, alguns suficientemente fortes (até magnitude 5 de Richter) para causar danos materiais, mas nenhuma vítima. A frequência máxima foi de 6.780 pequenos terremotos em 17 de abril de 1966. Essas séries de terremotos são chamadas enxames de terremotos. Terremotos associados à atividade vulcânica ocorrem frequentemente em enxames, embora enxames também tenham sido observados em muitas regiões não vulcânicas.
Compartilhar