Introdução à Geofísica - Aula 04 (Sismologia - Parte 3)

Prévia do material em texto

Prof. George Sand França 1
Sismologia
Parte 3
Prof. George Sand França 2
Intensidade sísmica e Magnitude
 Intensidade sísmica é uma 
classificação dos efeitos que 
as ondas sísmicas provocam 
em um determinado lugar.
 Escala Mercalli
 Modificada (MM)
 Mapa de isolinhas – Quanto 
maior a distância menor a 
intensidade.
 Problemas: Não é uma 
medida real, logo está sujeita 
a incerteza. 
 Sismos históricos 
https://www.researchitaly.it/
Prof. George Sand França 3
http://www2.town.fuchu.hiroshima.jp
http://www.city.hitachi.lg.jp/moshimo/
Prof. George Sand França 4
Intensidade e magnitudes
 O problema com as medidas de 
intensidades é que elas não estão bem 
correlacionadas com o tamanho do 
terremoto. O dano produzido por um 
terremoto irá depender da sua 
localização, profundidade, proximidade 
da população.
 Há várias escalas de magnitude. 
 Magnitude local. 
 1935 – Charles Ritcher através da 
comparação de sismos formulou 
uma escala de sismos
Prof. George Sand França 5
 Magnitude localMagnitude local
 Instrumento padrão, Sismógrafo de Instrumento padrão, Sismógrafo de 
Wood-Anderson. Wood-Anderson. 
 Gráfico de log de A versus distânciaGráfico de log de A versus distância
Prof. George Sand França 6
Magnitude Local
ML= log A−log A0
 A A  máxima amplitude máxima amplitude 
 AA0  M=0 para amplitude de 0,001 mm M=0 para amplitude de 0,001 mm 
no sismograma a distância de 100 km. no sismograma a distância de 100 km. 
California - Wood-Anderson.California - Wood-Anderson.
ML= log A+2,56logR−1,67
Prof. George Sand França 7
Magnitude
 No Brasil, Assumpção em 1983. A escala denominada de 
escala de magnitude regional que uma extensão da ML. 
Para sismos pequenos e moderados e é chamada de 
magnitude regional. (200 e 1500 km).
mR=logV+2,3logR−2,48
 V  velocidade da onda P (m/s) 
 R  distância em km.
 Magnitude de duração: 
mD=A0+A1 logD
Prof. George Sand França 8
 Magnitude de ondas de corpo (mb)
mb= log( A /T )+Q (h,Δ )
 T é o período dominante da onda medida e Q é uma função 
empírica de  e profundidade. 
Prof. George Sand França 9
Prof. George Sand França 10
 A= Amplitude da onda Rayleigh (m) registrado 
entre 20º e 100º de distância.
 T período da superfície (entre 18 e 22 s) 
Magnitude de ondas superficiais (Ms)
M S= log(A /T )20+1,66log Δ+3,3
Prof. George Sand França 11
 Relação entre a MS e amplitude máxima do 
chão (A) a versus km de distâncias, tamanho 
da fratura (L), deslocamento médio da 
fratura (D) e a energia. p. e. x=50km. 
Prof. George Sand França 12
Magnitude do Momento sísmico
Reflete melhor os tamanhos absolutos baseados no 
processos físicos que ocorrem durante a ruptura. É 
baseada no momento sísmico.
M 0=μDS
  módulo de rigidez !!!módulo de rigidez !!!
 D D  deslocamento médio da falha deslocamento médio da falha
 S S  área total da superfície de ruptura área total da superfície de ruptura
MW=
2
3 logM 0−6,0
Prof. George Sand França 13
Relações entre magnitudes
 Evento raso. 
 Momento e MS
M S=1,68mb−4,82
log M 0=1,5M s−16,1
Prof. George Sand França 14
 A relação entre a magnitude M e o logaritmo de N 
(números de sismos) que ocorre num dada área por 
unidade de tempo, é do tipo linear. 
log N=a+bM
Frequência dos sismos
Prof. George Sand França 15
No mundo
Prof. George Sand França 16
Magnitude Símbolo Onda/informação Período(s)
Local (Richter) ML P ou S 0,1-1,0 
Onda de Corpo mb P 1,0-5,0
Onda de superfície Ms Rayleigh 20 s
Momento Mw
Área de Ruptura, 
mergulho > 200 s
Magnitude sumário
Prof. George Sand França 17
Dependência da distância epicentral e 
da profundidade.
 De acordo com a tabela anterior, percebe 
que o cálculo de magnitude a ser escolhido 
depende da distancia e também da 
profundidade. 
 Magnitude mb e MS é para onda 
telesísmicas (17 º< <90º )
 Eventos profundos – não usa MS
 Eventos locais (< 200 km) – ML,mD
 Eventos regionais (200 <  < 1500 km) 
– mR,mD e MS. 
Prof. George Sand França 18
Relação com energia e dimensão da 
fratura.
 Gutenberg e Richter propuseram uma fórmula 
empírica que relaciona a energia liberada E, em 
ergs, com magnitude MS e mb. 
log E≃5,8+2,4mb≃ 11,8+1,5M s
 Desta forma, podemos analisar a quantidade de Desta forma, podemos analisar a quantidade de 
energia radiada pelo sismo, usando a relação energia radiada pelo sismo, usando a relação 
empírica entre as magnitudes.empírica entre as magnitudes.
Prof. George Sand França 19
Magnitude versus Energia
Prof. George Sand França 20
Mecanismos de falhamentos e esforços 
tectônicos
 Os esforços vão se aglomerando ao longo de uma falha, ou 
região, durante um período antes de alcançar um nível crítico; 
quando ocorre o terremoto. 
Esforço (stress) – A 
força por unidade 
área. 
Compressão
extensão
Deformação (Strain) – 
A resposta do meio 
ao esforço. Elástico, 
Plástico e Frágil. Deformação
Esforço
elástico 
Frágil - 
fractura
Plástico – 
deformação 
permanente
Prof. George Sand França 21
Mecanismos de falhamentos e esforços 
tectônicos
Prof. George Sand França 22
Teoria do Rebote elástico
 Foco – hipocentro – região dentro da terra onde a 
energia é liberada. 
 Epicentro: projeção do hipocentro na superfície. 
 Falha: a zona alongo de qual a rochas quebram e 
move-se
Prof. George Sand França 23
Mecanismos de falhamentos e esforços 
tectônicos
 Tipos de falhas: 1 – esforço máximo compressivo
Prof. George Sand França 24
Transcorrente, 
Landers, CA, 1992
Normal – Taiwan, 1992
Inversa – Armênia, 1988
(Empurrão)
Prof. George Sand França 25
Mecanismos de falhamentos e esforços 
tectônicos
 O mecanismo focal (“bola de praia”) descreve de que forma ocorre o sismo, possibilitando a 
determinação dos planos nodais, a direção do eixo P e T, e a direção do movimento caso 
conhecido o plano de falha.
 Através do estudo da polaridade da onda P registrada em diversas estações, podemos 
determinar a geometria do plano de falha.
Empurra
Puxa
Puxa
Empurra
Prof. George Sand França 26
Mecanismos de falhamentos e esforços 
tectônicos
http://www.iris.edu/hq/programs/education_an
d_outreach/animations/25
https://youtu.be/MomVOkyDdLo
Prof. George Sand França 27
 P = 1 esforço máximo compressivo e T = 3- esforço 
mínimo compressivo (tracional) 
Prof. George Sand França 28
 O movimento de falha pode ser representado em uma rede de projeção (rede 
Wulff ou Schmidt). Consideramos somente o hemisfério inferior. 
 Na rede de Schmidt, um ponto da esfera é projetado no plano horizontal, de 
modo que a distância ao foco é dada por: r=√2 R sen(i/2)
 Esfera Focal, 
a. Corte transversal do globo, mostrando a esfera focal e os quadrantes de dilatação 
(branco) e de compressão (cinza). E é epicentro, S é o local da estação e  é o 
ângulo de saída do raio sísmico (takeoff angle).
b. Projeção do raio sísmico – hemisfério inferior
Prof. George Sand França 29
 O plano de falha e seu plano auxiliar são representados da 
forma acima.
a. Movimento de falha –  é o azimute da falha,  é o ângulo 
de mergulho da falha,  é o ângulo de caimento (rake) e AB 
é o vetor deslizamento (slip vetor).
b. Representação estereográfica na rede de schimdt. O eixo B 
é o eixo nulo, P e T eixos de compressão e tração e SV é a 
representação do vetor deslizamento.
Prof. George Sand França 30
Normal
Inversa
transcorrente
oblíqua
Prof. George Sand França 31
 Existe outra técnicas 
usando a onda S e 
relação entre as 
amplitudes das 
ondas P e S. 
Prof. George Sand França 32Prof. George Sand França 33
Sismicidade mundial; Sismicidade Intraplaca; 
Sismicidade da América do Sul e do Brasil. Sismicidade 
induzida.
Sismicidade
http://bingweb.binghamton.edu/~ajones/SeismicEruption.readme.txt
http://bingweb.binghamton.edu/~ajones/SeismicEruptionSetup.exe
Prof. George Sand França 34
Sismicidade Mundial
 A distribuição dos sismos é uma das melhores evidências dos 
limites das placas tectônicas. 
 75% da energia liberada com terremotos ocorre ao longo das 
estruturas marginas do oceano Pacífico, caracterizando o 
“Cinturão de Fogo do Pacífico” – presença de vulcões 
coincidentes com o sismo.
 Padrão de Linha  
 Onde os epicentros se organizam na terra, ao longo de um 
fino traço, no fundo dos oceanos seguindo o eixo das dorsais 
oceânicas que são as cordilheiras submarinas marcando o 
local onde as placas tectônicas são criadas e se afastam 
umas das outras (Oceano Atlântico e Pacífico).
 Limites tracionais.
 Sismos Rasos
Prof. George Sand França 35
Sismicidade Mundial
Padrão de Linha
Prof. George Sand França 36
Sismicidade Mundial
 Padrão de Faixa –
 A distribuição dos sismos ao longo das faixas 
caracteriza o cinturão Pacífico, Europa, Asia.
 Regime compressivo, limites convergentes.
 Rasos, mas também podem atingir 
profundidades de até 670 km. 
Prof. George Sand França 37
Sismicidade Mundial
Padrão de Faixa
Prof. George Sand França 38
Sismicidade Mundial 
Atividade
 Padrão de Faixa mostra que algumas região que as profundidades 
dos sismos aumentam em direção ao continente
 Veja isso no programa.
 Passe o mouse no Control e selecione Set Up Cross-Section View. 
Coloque os valores da figura 1 e depois click no mapa próxima ao 
Bolívia.
 Novamente no Control e selecione Cross-Section View
 Os sismos se alinham em uma zona inclinada (entre 30º e 60º) 
conhecida como Zona de Wadati-Benioff.
 Revela  uma placa oceânica mergulhando em direção ao manto, 
sob outra placa. 
 Limites transformantes – observe que na margem oeste da América 
do Norte, os sismos são rasos. Esses sismos, a maioria associado a 
Falha de San Andreas, limite entre a placa Norte Americana e do 
Pacífico, as quais se movimentam lateralmente. 
 95 % da atividade sísmica mundial ocorre no limites das placas. 
Essa sismicidade é denominada de Sismicidade Interplacas.
figura 1
Prof. George Sand França 39
Prof. George Sand França 40
 
 Shearer P. - Introduction to seismology 
 Fowler C. M. R. – The solid earth
 Decifrando a terra
 Lay e Wallace – Modern Global 
seismology
	Slide 1
	Slide 2
	Slide 3
	Slide 4
	Slide 5
	Slide 6
	Slide 7
	Slide 8
	Slide 9
	Slide 10
	Slide 11
	Slide 12
	Slide 13
	Slide 14
	Slide 15
	Slide 16
	Slide 17
	Slide 18
	Slide 19
	Slide 20
	Slide 21
	Slide 22
	Slide 23
	Slide 24
	Slide 25
	Slide 26
	Slide 27
	Slide 28
	Slide 29
	Slide 30
	Slide 31
	Slide 32
	Slide 33
	Slide 34
	Slide 35
	Slide 36
	Slide 37
	Slide 38
	Slide 39
	Slide 40