Introdução à Geofísica - Aula 02 (Sismologia)

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Sismologia 
 ELEMENTOS DE SISMOLOGIA: 
Ondas P, S e superficiais; 
Estrutura Interna da Terra: Crosta 
continental e oceânica; Litosfera 
e astenosfera e Núcleo externo e 
núcleo interno; Intensidade 
sísmica e magnitude; 
Mecanismos de falhamentos e 
esforços tectônicos; Sismicidade 
mundial; Sismicidade Intraplaca; 
Sismicidade da América do Sul e 
do Brasil. Sismicidade induzida.
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SISMOLOGIA
 Seismo  (grego) 
Choques
 Estuda os terremotos, 
tremores e movimentos 
violentos que ocorrem no 
nosso planeta. A sismologia 
estuda analisando as 
vibrações que são 
produzidas por terremotos, 
ou por impacto de 
meteoritos ou por qualquer 
meio artificial. 
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Ondas de corpo(P e S) e de superfície.
 Ondas de Corpo (Body waves)
 São ondas sísmicas que se propagam em todas 
as direções na terra.
 A propagação sofre os mesmos fenômenos da 
luz, ou seja, a direção das ondas de corpos 
muda (refrata) ao passar de um meio com 
velocidade e/ou densidade para outro com 
velocidade e/ou densidade.
 Existe dois tipos de onda de corpo
 Onde P e S
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Ondas de corpo e de superfície
 Onda P (Primary ou longitudinal) movimentam as 
partículas do solo comprimindo-as e dilatando-as. O 
movimento das partículas é paralelo à direção de 
propagação da onda. O som é uma onda P
fonte:www.iris.edu
http://web.ics.purdue.edu/~braile/edumod/waves/Pwave.htm
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Ondas de corpo e de superfície
Figura modificada do Stein & Wysession, 2002 (2.4-4)
Fonte
Receptor
Superfície
SH
SV
P
Propagação de onda 
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Ondas de corpo e de superfície
 Onda S (Secundary), Essas envolve cisalhamento e rotação do 
meio quando as ondas passam no meio, porem não altera o 
volume. Movimentam as partículas do solo perpendicularmente à 
direção de propagação da onda.
 O movimento da onda S pode ser dividido em;
 SH  movimento horizontal das partículas, horizontalmente polarizado.
 SV  movimento vertical das partículas, verticalmente polarizado. 
fonte:www.iris.edu
http://web.ics.purdue.edu/~braile/edumod/waves/Swave.htm
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Ondas de Corpo 
α=vP=√ λ+2μρ
β=vS=√ μρ
 Velocidades das ondas P e S depende de propriedades físicas do meios 
que se propagam. 
  e  são denominados parâmetros de Lamé e  é a densidade.
  é o módulo cisalhante e é a medida de resistência do material para 
sofrer cisalhamento. Na água, =0, a onda S não se propaga no núcleo 
externo liquido.
  não tem explicação física, meramente matemático. 
 K = +2/3 , módulo de incompressibilidade (do volume). É definido 
como a razão do aumento de pressão para alterar o volume. 
fonte:www.iris.edu
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Ondas de corpo
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Ondas de superfície
 São ondas sísmicas que se 
propagam junto a superfície da 
terra. 
 Terremotos rasos geram melhores 
ondas superficiais.
 Explosões nucleares geram 
relativamente ondas superficiais 
menores e isso é um fator 
determinante para descriminar 
terremoto de explosão nuclear. 
 Ondas de superfície tem grandes 
amplitudes e duração em 
comparação com as ondas de 
corpo.
 Dois tipos: Rayleigh e Love
 Ambas são dispersiva, ou seja, 
que significa que suas velocidades 
depende da frequência (diferentes 
frequências viajam com diferentes 
velocidades) fonte:www.iris.edu
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Ondas de superfície
 Ondas Rayleigh (LR ou R, L=Long)  uma combinação da 
movimento da P e S contida no plano vertical. (Lord Rayleigh, 1887)
 Ocorre próximo a superfície em semi-espaço. Próximo a superfície, o 
seu movimento vertical é uma elipse retrograda (sentido anti-horário).
 Pode ser registrada tanto na componente vertical quanto na horizontal. 
 Amplitude decresce exponencialmente com a profundidade. 
http://web.ics.purdue.edu/~braile/edumod/waves/Rwave.htm
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Ondas de corpo e de superfície
 Ondas Love (LQ ou Q, Querwellen, ondas transversais 
em alemão) A. E. H. Love-1911. 
 Corresponde superposição das ondas S com vibrações 
horizontais e ocorrem quando há aumento da velocidade 
da onda S com a profundidade. 
 Polarizada horizontalmente, logo só pode ser registrada 
pela componente horizontal.
http://web.ics.purdue.edu/~braile/edumod/waves/Rwave.htm
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S
SP
superfície
P Sismo do Chile de 20/06/2003 
registrado em Aquidauana-MT 
S
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S
P Caruaru-PE no dia 30/06/2002
S
P
superfície
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Videos
https://youtu.be/4nS10xNBfVE
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Determinação de terremotos
 Com a informações dos 
tempos de chegadas da S-P 
podemos calcular a distancia 
do eventos a partir da 
expressão:
 Localização com uma estação
 Como a onda P é 
verticalmente e radialmente 
polarizada, o vetor da onda P 
pode ser usada para estimar 
o Azimute do epicentro. 
Movimento de Partícula
D=
tS−t P
√3−1
v p
Lay & Wallace, 1995
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Resumo do Primeiro movimento.
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As ondas P e S chegam após 230s e 410s. Prove que esse 
evento tem o azimute e distancia mostrado figura b é 
localizado na Argentina (figura a). 
Considere vp igual a 6.5 km/s e 1º ≈ 111,2 km/s. 
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Várias estações
 O tempo entre as ondas P e S aumentam linearmente 
com a distância epicentral.
 Utilizando as diferenças dos tempos de chegadas, 
pode-se determinar três círculos com raios dados 
equação anterior.
A
B
C
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Atividade
Certificado de Sismólogo Virtual
(http://www.sciencecourseware.com/virtualearthquake/
vquakeexecute.html) e no site . 
Perguntas para próxima aula? 
No mundo, qual as falhas geológicas que podem 
causar terremoto.
No Brasil, você conhece alguma?
Como identificar o interior da terra com os 
sismogramas? 
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