quinta-feira, 6 de março de 2014

Sismologia (2)

Deteção e registo de sismos

O aparelho que regista em sismogramas, com precisão e nitidez, a vibração do solo provocada pela passagem de ondas sísmicas chama-se sismógrafo.

Constituição básica de um Sismógrafo

Para registar todas as vibrações do solo são precisos 3 sismógrafos: um que regista os movimentos verticais e outros dois que registam os movimentos horizontais (um orientado na direção Norte-Sul e outro na direção Este-Oeste).
http://bg-eportfolio.webnode.pt/news/tema%203%20%7C%20compreender%20a%20estrutura%20e%20a%20din%C3%A2mica%20da%20geosfera/

Sismógrafos modernos

- instrumentos eletrónicos ultrassensíveis.
- estão em funcionamento permanente, registando, na ausência de sismos, uma linha reta, ou com leves oscilações (fortes ventanias, derrocadas, ondulações marinhas violentas, circulação de veículos, exploração mineira, atividade industrial, etc).


Sismograma

Registo obtido pelo sismógrafo.
http://www1.ci.uc.pt/iguc/dados_sismo/coi-d994z3-20041226-0104.bmp

Utilidade do sismograma:
  • retirar informações sobre as características das zonas terrestres atravessadas pelas ondas sísmicas.
  • Determinar o hipocentro, o epicentro, e a energia libertada no foco.

Quando ocorre um sismo, os registos tornam-se mais complexos e com oscilações bastante acentuadas, evidenciando um aumento das amplitudes das diferentes ondas sísmicas.

http://paleolisboa.com/images/ga_sismologia_sismogramas_clip_image002.gif
1º são registadas as ondas P - >velocidade e <amplitude
2º são registadas as ondas S - < velocidade e >amplitude
3º são registadas as Ondas L - <velocidade >amplitude


Ondas sísmicas

- propagam-se em diferentes direções.
- e atingem diversas estações sismográficas em tempos diferentes.
- porque a distância epicentral é diferente.

Distância Epicentral


Distância que separa o epicentro da estação sismográfica ou outro local considerado.


Se um sismógrafo estiver colocado no epicentro.
                                    |
Apesar das diferentes velocidades das ondas P e S.
                                    |
Estas são registadas quase sobrepostas ou pelo menos com um intervalo de tempo pequeno.

Se uma estação se deslocar a uma certa distância do epicentro.
                                    |
As ondas P e S chegam com diferenças de tempo, tanto maiores, quanto maior for a distância epicentral.


Regra Empírica

Válida para distâncias epicentrais superiores a 100 Km.
                                          |
Que pode ser utilizada para determinar a distância epicentral de um modo aproximado.
                                          |
A diferença de tempo de chegada entre as ondas P e S subtrai-se uma unidade e obtém-se a distância epicentral em milhões de quilómetros.

Conhecendo a distância epicentral e o tempo gasto, podemos calcular a velocidade de qualquer tipo de onda, através da fórmula:

                             Vp= d/t

Vp- velocidade de onda
d- distância epicentral
t- tempo gasto

Intensidade de um sismo

Para avaliar a intensidade de um sismo (grau de destruição provocada pelo sismo) numa determinada área, utiliza-se a Escala Internacional ou de Mercali Modificada.

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A intensidade de um sismo depende entre outros fatores:
  • da profundidade do foco (ou hipocentro)
  • da distância epicentral
  • da natureza do subsolo
  • da quantidade de energia libertada no foco
  • da qualidade das edificações
  • do número de habitantes
  • grau de preparação da população para agir adequadamente numa situação de catástrofe de modo a proteger-se e proteger os outros.
A determinação da intensidade de um sismo, nos vários locais à superfície  da Terra onde ele foi sentido e a localização do seu epicentro permitem traçar num mapa as isossistas, isto é, as linhas que unem os pontos onde a intensidade de sismo foi a mesma, permitindo uma melhor visualização da área afetada pelo sismo,
http://www.netxplica.com/figuras_netxplica/exanac/geologia/isossistas.arealeditores.png

Carta de isossistas

Conjunto de isossistas relativas a um sismo que abrangem a região onde o sismo foi sentido.

Por que motivo as isossistas não têm as forma de circunferência?

A Terra  não é um planeta com uma composição homogénea, mas heterogénea, logo a propagação das ondas sísmicas é influenciada pela variação das propriedades do material que atravessam e, por isso, as isossistas têm formas irregulares.

Por que motivo em determinados locais as isossistas estão representadas a tracejado ou nem estão representadas?

Não se traçam isossistas no oceano porque não há edificações no mar nem pessoas, pelo que não se pode determinar a intensidade sísmica, as isossistas traçadas a tracejado significa que não houve dados suficientes para determinar a intensidade.

Limitações do parâmetro intensidade.

  • nem sempre um sismo de maior magnitude é aquele que possui a maior intensidade sísmica, ou seja, nem sempre o que liberta mais energia é o que provoca mais vitimas;
  • nem sempre o epicentro é o local onde o sismo apresenta maior intensidade;
  • não é possível avaliar a intensidade do sismo nos oceanos e nas zonas desérticas;
  • é um parâmetro subjetivo, uma vez que depende da avaliação das equipas no terreno e das respostas apresentadas aos inquéritos efetuados.

Magnitude de um sismo

Corresponde à quantidade de energia libertada no hipocentro, sendo determinada pela amplitude máxima das ondas sísmicas registadas no sismograma e na distância epicentral. A escala de magnitude mais utilizada é a escala de Richter.

Escala de Magnitude

Quantifica a energia libertada pelo sismo no hipocentro a partir de dados fornecidos pelos sismógrafos. A escala de Richter é objetiva e quantitativa.

                                M= A/T +Y

A- amplitude
T- período
Y- fator de correção

Para calculas a quantidade de energia libertada no foco utiliza-se a Escala de Magnitude de Richter.
A relação entre a magnitude (M) e a energia (E) libertada num sismo, expressa em Joules, pode ser calculada pela fórmula:
                                                  E=10(2,4M-1,2)

A escala de Richter não tem limite máximo (é aberta). Atualmente, o valor máximo registado situa-se próximo de 10.
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Determinação da magnitude de um sismo

Método gráfico

  • a partir dos dados de um sismograma;
  • é medida a amplitude da maior onda sísmica e o intervalo de tempo entre o início da onda P e a onda S;
  • traçando uma reta que una essas duas medidas determinamos a magnitude de um sismo.

Os sismos e a tectónica de placas

A distribuição dos sismos a nível mundial não é aleatória, coincidindo, em geral, com o limite das placas tectónicas que, como sabemos, são zonas geologicamente instáveis.
O enquadramento tectónico dos sismos permite classificá-los em sismos interplaca e em sismos intraplaca.

Os sismos interplaca são os que ocorrem nas zonas de fronteira de placa, verificando-se uma maior ocorrência nas zonas de colisão.
Os sismos intraplaca ocorrem no interior das placas tectónicas, sendo, muitas vezes, consequência da existência de falhas ativas.

Sismicidade interplaca

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Sismicidade em Portugal

Resulta de fenómenos localizados:
  • entre as placas euro-asiática, americana e africana (sismicidade interplacas)
  • no interior da placa euro-asiática (sismicidade intraplacas)
Zonas de maior risco sísmico em Portugal:
  • Açores;
  • Península de Setúbal;
  • Área Metropolitana de Lisboa;
  • Algarve.

Minimização de riscos sísmicos

Previsão:
  • aparecimento de pequenas fraturas no interior de rochas próximas de falhas;
  • ocorrência de sucessivos microssismos devido às pequenas ruturas;
  •  flutuações no campo magnético terrestre;
  • alteração de condutividade elétrica;
  • modificações da densidade das rochas;
  • alteração no nível de água de poços junto a falhas;
  • anomalias no comportamento animal.

Prevenção: 

  • Estudo geológico dos terrenos onde serão construídos edifícios públicos;
  • Construções paras-sísmicas;
  • Planos de evacuação das populações e respetivo treino;
  • Organização de serviços da Proteção Civil ( Definições de planos de ações. Formação de pessoal);
  • Edeucação das populações.
Dada a dificuldade de prever um sismo, há que conhecer as medidas divulgadas pelo serviço Nacional de Proteção Civil, sobre o que fazer antes, durante e depois de um sismo, pois o que salva vidas e bens é a prevenção e não previsão.

domingo, 23 de fevereiro de 2014

Sismologia (1)

O que é a Sismologia?

É o ramo da geologia que se dedica ao estudo dos sismos, as suas causas e os seus efeitos.
O estudo dos sismos permite:
  • conhecer os materiais rochosos que constituem a Terra;
  • modo de propagação das ondas sísmicas;
  • quantidade de energia libertada.

O que é um sismo?

É um movimento vibratório brusco da superfície terrestre, originado pela súbita libertação de energia por parte dos materiais litológicos.

Os sismos podem classificar-se em:
  • Microssismos- correspondem à grande maioria dos sismos. Não causam danos significativos ou são mesmo impercetíveis.
  • Macrossismos- libertam grande quantidade de energia, sendo muito percetíveis à população.

Causas que estão na origem dos sismos

  • Naturais:
  • sismos de colapso;
  • sismos vulcânicos;
  • sismos tectónicos.
  • Artificiais

Sismos tectónicos

Resultam do acumular de tensões provocadas por movimentos tectónicos. 
Os movimentos tectónicos podem implicar três tipos de forças (compressivas, distensivas e de cisalhamento).

http://betzzcadozz.blogspot.pt/2009/10/falhas-e-dobras.html

Forças Compressivas

Provocam a compressão dos materiais uns com os outros, diminuindo a distância entre as partículas, e originam falhas inversas.

Forças Distensivas

Distendem (estiramento e alongamento) os materiais, aumentando a distância entre as particulas originam falhas normais.

Forças de cisalhamento

Correspondem a movimentos horizontais que provocam o estratamento e a distensao dos materiais, originando falhas transformantes.

http://espacociencias.com/site/ciencias-7o-ano/dinamica-interna-da-terra/consequencias-do-movimento-das-placas-litosfericas/

Teoria do ressalto elástico

É a teoria que melhor explica a ocorrência de sismos devido à atuação das forças a que a crosta terrestre está continuamente a ser submetida.
A teoria do ressalto elástico enunciada por Henry Reid, em 1911, tenta explicar a origem dos sismos tectónicos. Segundo esta teoria:
  1. As rochas sofrem deformações elásticas devido à atuação de forças (compressivas, distensivas e cisalhamento).
  2. À medida que vão sendo deformadas, devido à ação de forças, as rochas vão acumulando energia.
  3. Quando, sob a ação das forças, as rochas ultrapassam o limite de elasticidade, dá-se a rutura da rocha e o deslocamento dos 2 blocos rochosos- falha- com libertação brusca de toda a energia acumulada, produzindo calor, trituração do material na falha e ondas sísmicas.
  4. o material, após a formação da falha, recupera a forma inicial, isto é, deixa de estar deformada.

Parâmetros de caracterização sísmica 

http://bg-eportfolio.webnode.pt/news/tema%203%20%7C%20compreender%20a%20estrutura%20e%20a%20din%C3%A2mica%20da%20geosfera/
Foco ou hipocentro: local do interior da Terra onde se inicia o movimento e consequentemente a libertação de energia sísmica, localiza-se entre a superfície e os 700 Km de profundidade.

Epicentro: local à superfície da Terra, que fica mais próximo de foco, situando-se na vertical.

Profundidade focal: distância entre o foco e o epicentro.

A energia libertada pela rutura dos materiais propaga-se, a partir do foco sísmico por ondas sísmicas que fazem vibrar os materiais em todas as direções e sentidos.

Frente de onda: superfície correspondente ao conjunto de pontos que se encontra na mesma fase do movimento ondulatório.

Raio sísmico: qualquer trajetória perpendicular à frente de onda.


Quando o epicentro de um sismo se localiza no mar


                                                      Maremoto, tsunami ou rás de maré
                                              Não é um sismo, é uma consequência de um sismo


  1. Quando o epicentro se localiza no mar;
  2. A deslocação súbita das rochas pode criar uma onda;
  3. Que percorre o oceano a uma velocidade de algumas centenas de metros por segundo;
  4. No mar alto uma onda desse tipo pode passar quase despercebida;
  5. Porém, ao atingir as águas litorais pouco profundas, a velocidade da onda diminui;
  6. Tornando-se mais alta e íngreme;
  7. Atingindo a crosta com uma força tremenda.


Propagação das ondas sísmicas

A energia sísmica dispersa-se, a partir do foco, em todas as direções e sentidos, obrigando as partículas que constituem os materiais rochosos a vibrarem, vibrações essas que se propagam sucessivamente às outras partículas, originando ondas sísmicas que fazem tremer a Terra.

Durante um sismo, o terreno vibra na vertical e na horizontal e a superfície terrestre pode ondular tal como no mar.

Frentes de onda: superfícies esféricas definidas pelo conjunto de pontos na mesma fase do movimento ondulatório.

Raios sísmicos: as direções de propagação da onda sísmica perpendiculares à frente de onda.

Na Terra, devido à sua composição heterogénea, o trajeto das ondas sísmicas é curvilíneo.

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Definem-se quatro tipos de ondas sísmicas: primárias, secundárias, de Love e de Rayleigh.

Ondas primárias ou P

As partículas vibram paralelamente à direção de propagação da onda.
propagam-se em meios sólidos, líquidos e gasosos.
São as ondas que se propagam com maior velocidade.

Ondas secundárias ou S

As partículas vibram perpendicularmente à direção de propagação da onda.
Propagam-se apenas em meios sólidos.
Propagam-se mais lentamente do que as ondas P.

www.netxplica.com

Ondas de Love

As partículas vibram horizontalmente, fazendo um ângulo reto com a direção de propagação.
Propagam-se em meios sólidos.
São ondas lentas (3.0 Km/s).

Ondas de Reyleigh

As partículas descrevem um movimento elítico, num plano perpendicular à direção de propagação.
Propagam-se em meios sólidos e líquidos.
São as ondas mais lentas (2.7 Km/s) mas as mais destrutivas.

www.netxplica.com

A velocidade das ondas sísmicas depende de vários fatores...

A velocidade das ondas internas P (Vp) e S (Vs) calcula-se aplicando as seguintes fórmulas:

http://bg-eportfolio.webnode.pt/news/tema%203%20%7C%20compreender%20a%20estrutura%20e%20a%20din%C3%A2mica%20da%20geosfera/

Conclusões

Velocidade das ondas sísmicas:
  • depende das propriedades físicas das rochas que atravessam, nomeadamente, da rigidez, da densidade e da incompressibilidade.
  • a velocidade das rochas P é diretamente proporcional  à rigidez e incompressibilidade das rochas que atravessam e inversamente proporcional à sua densidade.
  • a velocidade das ondas S é diretamente proporcional à rigidez das rochas que atravessam e inversamente proporcional à sua densidade.









quarta-feira, 29 de janeiro de 2014

Vulcanologia (2)

Vulcanismo secundário, residual ou atenuado

_Fumarolas:
Emissões de vapor de água:
.Sulfataras, quando ricas em compostos de enxofre (S);
.Mofetas, quando são ricas em monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono.


http://julio-islandia.blogspot.pt/2010/10/la-voz-solfatara-generalizada-hoy-para.html

_ Géiseres:
Repuxos interminentes de água quente e vapor de água, sob pressão, através de fraturas.


http://www.efecade.com.br/geiseres/

_ Nascentes termais:
Nascentes de águas quentes, ricas em sais minerais, que podem ter origem vulcânica- águas magmáticas ou juvenis - ou ser devidas a águas superficiais que, ao infiltrarem-se, foram sobreaquecidas em consequência do aumento da temperatura.


http://isa-cat-alves.blogspot.pt/2013/05/vulcanismo-secundario-nascentes-termais.html

Esquema Geral de formação de uma fumarola, de um géiser e de uma nascente termal 


http://notasemazul.blogspot.pt/2010/06/vulcanismo-atenuado.html

Vantagens e desvantagens da atividade vulcânica

_ Benefícios da atividade vulcânica:
. Aproveitamento da energia geotérmica;
. Utilização agrícola dos solos férteis devido á deposição de cinzas vulcânicas;
. Interesse turístico;
. Interesse turístico-medicinal;
. Desenvolvimento de indústrias de exploração de produtos minerais.

_ Riscos da atividade vulcânica:
. Muitas erupções vulcânicas são verdadeiramente catastróficas, causando avultados prejuízos e, por vizes, milhares de mortos;
. Incêndios:
. Destruição provocada pelas cinzas, blocos e nuvens ardentes.

Minimização dos riscos vulcânicos

_Previsão:
. Aumento da frequência e intensidade dos abalos sísmicos;
. Deformação do terreno;
. Variação da temperatura;
. Alteração da composição química dos gases emanados;
. Alteração da força gravítica e do campo magnético;
. Alterações do comportamento dos animais.

_ Prevenção:
.Monitorização do vulcão;
.Elaboração de mapas de risco;
.Formação e sensibilização das populações;
.Preparação de placas de emergência / evacuação das populações


Bibliografia:

_ Manual Geologia: "Geologia10"- de A.Guerner Dias/ Paula Guimarães / Paulo Rocha

Vulcanologia (1)

Vulcanologia

_A Vulcanologia é o estudo das manifestações vulcânicas.


http://luizalavenere.blog.uol.com.br/arch2008-05-01_2008-05-31.html

Tipos de Vulcanismo:

_Vulcanismo Primário ou Eruptivo ( pode ser do tipo: Vulcanismo Central, Vulcanismo Fissural )
_Vulcanismo Secundário, Residual ou atenuado ( manifesta-se por : Fumarolas, Géiseres, Nascentes Termais )

Erupção Vulcânica:
. É um tipo de atividade vulcânica caraterizada pela emissão de materiais vulcânicos, no estado liquido, solido e gasoso;
. As estruturas naturais que permitem a libertação desses materiais do interior do nosso planeta chamam-se aparelhos vulcânicos.

http://www.ciencia-online.net/2013/03/mega-vulcoes-podem-ter-matado-metade_25.html

Vulcanismos do tipo central :

_ Neste tipo de vulcanismo o aparelho vulcânico chama-se vulcão e é, geralmente, formado pelas estruturas:

- Câmara Magmática;
- Chaminé vulcânica principal;
- Cone vulcânico principal;
- Cratera vulcânica principal;
- Cratera vulcânica secundária;
- Chaminé vulcânica secundária ( ou adventicia );
- Rochas encaixantes.


http://turmag1215vialonga.blogspot.pt/2013/04/ciencias-resumo_22.html

Vulcanismo do tipo Fissural:
_ Neste tipo de vulcanismo as erupções ocorrem ao longo de fraturas ou fendas da superfície terrestre.


http://gracieteoliveira.pbworks.com/w/page/45769580/Vulcanismo

Tipos de erupções Vulcânicas  :
_ Efusivas:
. Lava muito fluida;
. Escoadas muito longas, mantos de lava;
. Sem emissão de piroclastos;
. Cones baixos e largos constituídos por lavas.

http://www.slideshare.net/locabandoca/vulcanismo-gab-bru

_ Explosivas:
. Lavas muito viscosas;
. Escoadas muito curtas, sem mantos nem rios de lava;
. Cinzas, lapilli e bombas, nuvem ardente, agulha ou domo;
. Cone elevado e íngreme formado essencialmente, por piroclastos.


http://www.prof2000.pt/users/esf_cnat/teoriavulcoes.htm

_ Mistas
. Lavas fluidas;
. Escoadas de lava longa (durante a fase efusiva )
. Lapilli e bombas ( durante a fase explosiva )
. Cone misto ( alternância de lava e piroclastos), com algumas inclinações 

http://www.luizberto.com/2012/09/page/20

Materiais expelidos durante uma erupção vulcânica:
- Lavas;
- Piroclastos;
- Gases.

Piroclastos:
_ Piroclastos de queda- solidificam durante o seu trajeto pelo ar.
Exemplos: Cinzas (<2mm)
                 Areias (2-4 mm)
                 Lapilli ou bagacina (4-64 mm)
                 Bombas e blocos (> 64 mm)

_ Piroclastos de fluxo- movem-se ao longo das encostas, envolvidas em gases e água.
Exemplos: Nuvens ardentes ou piroclásticos.

Lava:
_ A lava é um material rochoso, no estado fluido, com origem no magma, mas com diferente composoção, visto que perdeu uma parte substancial dos gases e resulta da reação do magma com as rochas encaixantes.
_Quanto à composição, é habitual classificar os magmas, e portanto as lavas, de acordo com a riqueza em sílica.   

Classificação da lava em função da percentagem de sílica: 
.Lava Básica:
-sílica < 52 %

.Lava intermédia:
- 52% < sílica < 65%

.Lava Ácida:
- sílica > 65 %

. Quanto á resistência em fluir, é comum classificar as lavas de acordo com a sua viscosidade.

Tipos de solidificação de lavas fluidas:
_ Lavas encordoadas ou pahoehoe:
São lavas muito fluidas, que se deslocam com grande facilidade, formando escoadas muito longas. Após a sua solidificação, originam superfícies lisas ou com aspeto semelhante a cordas.


http://domingos.home.sapo.pt/vulcoes_4.html

_ Lavas escoriáceas ou aa:
São lavas fluidas ( menos fluidas do que as pahoehoe ), que se deslocam lentamente. Após a sua solidificação, originam superfícies ásperas e muito fissuradas, em resultado da perda rápida de gases.


http://domingos.home.sapo.pt/vulcoes_4.html

_ Lavas em almofada ou pillow lavas:
Lavas fluidas que arrefecem dentro de água, ficando com aspeto de travesseiros sobrepostos uns em cima dos outros.


http://domingos.home.sapo.pt/vulcoes_4.html

Tipos de solidificação de lavas viscosas e fenómenos associados:
_ Agulhas vulcânicas: 
Formam-se quando a lava, de elevada viscosidade, acaba por solidificar na chaminé, funcionando como uma perigosa " rolha gigante".


http://www.guepardo.net/blog/?tag=montanhas

_ Domos ou cúpulas: 
A lava viscosa solidifica sobre a abertura vulcânica, obstruindo a cratera.


http://geo10vilaflor.blogspot.pt/

_ Nuvens ardentes ou escoadas piroclásticas:
São massas densas de cinzas e gases incandescentes, libertadas de modo explosivo e dotadas de grande mobilidade. A sua capacidade destrutiva é enorme.

     
http://www.infopedia.pt/$vulcao-maryfin-filipinas