Earthquake Effects

GEOLOGIA
Professor: Adilson Soares E-­‐mail: [email protected] Site: www.geologia.wiki.br
TERREMOTOS
(Cap. 19)
Earthquake Effects - Ground Shaking
Northridge, CA 1994
Earthquake Effects -
Ground Shaking
Northridge, CA 1994
Earthquake Effects -
Ground Shaking
Northridge, CA 1994
Earthquake Effects - Ground Shaking
Loma Prieta, CA 1989
KGO-TV News ABC-7
Earthquake Effects - Ground Shaking
Kobe, Japan 1995
Earthquake Effects - Ground Shaking
Kobe, Japan 1995
Earthquake Effects - Surface Faulting
Landers, CA 1992
Earthquake Effects - Surface Faulting
Landers, CA 1992
Earthquake Effects - Liquefaction
Source: National Geophysical Data Center
Niigata, Japan 1964
Earthquake Effects - Landslides
Source: National Geophysical Data Center
Turnnagin Heights,Alaska,1964
Earthquake Effects - Fires
Loma Prieta, CA 1989
KGO-TV News ABC-7
Earthquake Effects - Tsunamis
1957 Aleutian Tsunami
Photograph Credit: Henry Helbush. Source: National Geophysical Data Center
O que são terremotos?
A Tectônica de Placas (movimento das placas) causa tensões na crosta da Terra.
Quando a crosta se rompe, a energia liberada causa os terremotos.
Tectônica de Placas
Limites Convergentes
Crosta continental–
Crosta continental
O que são terremotos?
Falha
O plano de ruptura forma o que se chama de falha geológica.
Falha geológica
Teoria do Rebote Elástico explica o ciclo dos
terremotos
A tensão acumula-se até ultrapassar a resistência
4 – ...esta sofre
2 – A tensão acumula-se
deslizamento, liberando a
gradualmente à medida que
tensão repentina/ e
esforços tectônicos deformam as 3 – Quando a tensão causando um terremoto.
1 – Os terremotos são
rochas em ambos os lados de uma excede a resistência
resultado da tensão
das rochas ao longo
falha
acumulada ao longo
da falha.....
do tempo
5 – O processo
repete-se várias
vezes.
Teoria do Rebote Elástico
Instante 1 – muro de pedras atravessando uma falha
dextral pouco anos após a última ruptura.
Instante 2 – 150 anos depois o movimento relativo
entre os blocos (que estão travados), causa deformação
do terreno e do muro).
Instante 3 – Há uma cerca construída após a
deformação. Quando o esforço excede a resistência das
rochas, uma ruptura é iniciada, no 1º ponto de
falhamento – foco – sob o epicentro na superfície.
A ruptura expande-se ao longo da falha produzindo o
terremoto.
Instante 4 – A ruptura desloca a falha, reduzindo a
tensão e o rebote elástico recoloca os blocos em seu
estado pré-colisional. O muro e a cerca são deslocados
em iguais quantidades ao longo da linha de falha.
Teoria do Rebote Elástico
6 – Por haver tantas 7 – ...a tensão pode acumular-se
variáveis em cada mais rapidamente.....
sítio potencial de
terremotos.....
8 – ...ou menos rapidamente...
9 – ...e a resistência da
falha pode variar com o
tempo, causando a
ocorrência de terremotos
em tempos e magnitudes
variáveis.
Foco: local onde
ocorreu a ruptura
inicial.
Epicentro
Epicentro: ponto na
superfície acima do
foco.
Foco
Ondas
sísmicas
Falha
A ruptura da falha em um terremoto começa no foco e propaga-se por todo
o plano de falha, irrradiando ondas sísmicas ode ela esteja se movendo.
Abalos precursores
Abalo precursor – pequeno terremoto que ocorre próximo, porém antes, de um
abalo sísmico principal.
É difícil, em geral, distinguir os abalos anteriores de outros terremotos pequenos
que ocorrem aleatoriamente em falhas ativas.
Abalos precursores
Abalos secundários
Abalos secundários
Abalo secundário – terremoto que ocorre após um abalo sísmico anterior de maior
magnitude. Eles seguem o terremoto principal em sequências e seus focos são distribuídos
no plano da falha do abalo sísmico principal e em torno dele.
A magnitude e o tamanho dos abalos secundários dependem da magnitude do abalo
sísmico principal:
- Abalos sísmicos de magnitude 5 pode durar poucas semanas e o de 7, alguns anos.
- O tamanho normalmente varia de uma unidade. Ex. terremoto de magnitude 7 pode gerar
abalo secundário até 6.
Abalos precursores
Abalos secundários
Sismologia
•Estudo da propagação de
energia mecânica que é
liberada por terremotos e
explosões por toda a Terra.
• Quando a energia é liberada dessa forma, as ondas se
movimentam através das rochas ao redor da fonte de energia
(o foco) - como o efeito de um pedregulho lançado numa lagoa.
Sismógrafos - registram os eventos sísmicos
(a) Sismógrafo desenhado para detectar o movimento vertical
O peso é fixado em relação
à Terra com certa folga
(por mola)...
mola
peso
O chão
move-se
para cima
Caneta
registradora
O chão move-se
....de modo que não é
para baixo
elevado pelo movimento do
chão.
(b) Sismógrafo desenhado para detectar o movimento horizontal
O chão move-se para a
esquerda
O chão move-se para a
direita
peso
mola
A caneta traça as
diferenças de
movimento entre
o peso e o chão
As ondas sísmicas geradas no foco de um terremoto propagam-se
através da Terra e sobre sua superfície, atingindo um sismógrafo
distante do evento.
As ondas Primárias, Secundárias e de Superfície propagam-se em
diferentes velocidades e atingem o sismógrafo em instantes
diferentes.
Ondas P (compressional) Velocidade: 6-­‐8 km /s. Movimento paralelo à direção da propagação Similar às ondas de som.
O quadrado vermelho representa a contração e a
expansão em uma seção da rocha.
Ondas S (cisalhamento) Velocidade: 4-­‐5 km / s. Movimento perpendicular ao sentido da propagação Resultado da resistência ao cisalhamento dos materiais. Não atravessa líquidos.
O quadrado
vermelho mostra
como uma seção da
rocha é deformada.
Ondas de Superfície Velocidade: levemente menor que as ondas S. Necessitam de espaço para formar as ondulações.
Existem dois tipos:
1.A superfície do chão move-se
verticalmente num movimento elíptico
ondulante, que se extingue à medida
que a profundidade aumenta.
2.O chão é movimentado lateralmente,
sem movimento vertical.
Localizando um Epicentro
• A diferença entre os tempos de chegada das
ondas P e S registrados num sismógrafo é uma
função da distância do epicentro.
• É necessário pelo menos três estações para
determinar o local de um epicentro.
1- As ondas sísmicas de um terremoto se propagam concentricamente a
partir do foco e atingem diferentes estações sismográficas em diferentes
instantes.
2- O gráfico de tempo x distância é chamado de curva de deslocamentotempo. O intervalo entre as curvas de deslocamento das ondas P e S
aumenta com a distância
3- Relacionando o
intervalo de tempo com o
espaçamento das curvas,
pode se determinar a
distância da estação até o
epicentro.
Ex: um intervalo de 8
minutos corresponde
~5.600km de distância do
epicentro.
4- Traçando-se um
círculo com o raio
calculado a partir das
curvas de
deslocamento-tempo
em torno de cada
estação sismográfica....
5- ...o ponto onde os
círculos se intersectam
irá localizar o
epicentro.
Medindo a Força do Terremoto
1. Escalas de magnitudes com base na quantidade de energia
liberada. Ex: Escala Richter.
2. Escalas de intensidade com base nos danos e percepção
humana. Ex: Escala Mercalli, modificada.
Escala Richter
-­‐ A escala é logarítmica
Mede-se a amplitude da
maior onda sísmica (23
mm)...
...e o intervalo de tempo
entre as chegadas da onda P e
S (24 s) para determinar a
distância do epicentro até a
estação.
Por meio da plotagem das
duas medidas nestes gráficos
e conectando os pontos,
determina-se a magnitude
Richter do terremoto (5,0).
Os grandes terremotos ocorem com frequência menor que a
dos pequenos.
Relação entre momento sísmico (escala esquerda), liberação de energia por
terremoto (escala direita), no de terremotos/ano no mundo (escala meio).
Distribuição de Terremotos
• não aleatório
• principalmente em torno de margens de placa (mas também
visto no interior da placa)
Dorsal meso-oceânica (divergência)
Falha normal
Falhas transformantes
(cisalha/o lateral)
Rifte
(divergência)
Os terremotos rasos
coincidem com o
falhamento normal,
em limites
divergentes, e como o
falhamento
transcorrente, em
falhas transformantes.
Fossas oceânicas (convergência)
Os grandes terremotos rasos ocorrem principalmente em falhas de empurrão, em limites de placas.
Os terremotos de foco
intermediário ocorrem na
placa descendente.
Os terremotos de foco profundo
ocorrem na placa descendente.
Quais são os efeitos destrutivos dos terremotos?
1. Movimentos no solo
"Os terremotos não matam pessoas,edifícios matam
pessoas. “
2. Incêndio
3. Maremotos (tsunami) com velocidades de 500-800 km/h
em mar aberto formam ondas com apenas ~ 1m altura, mas
que ficam maiores em águas rasas (até 20 m).
Falha de empurrão
Movimento do assoalho oceânico produz ascensão de água que se move como longa onda marítima (tsunami)
Um tsunami tem alguns cm de altura no oceano e aumenta em vários metros em águas rasas.
Barreira de tsunami no Japão
Quais são os efeitos destrutivos dos
terremotos?
4. Deslizamentos
Todos os tipos de perda de
massa liquefação - perda
súbita de força nos
sedimentos saturados de
água.
5. Ruptura de barragem.
6. Mudança de cursos
dos rios.
As cidades de Yungay e Ranrahirca (Peru) foram
soterradas durante o terremoto de magnitude 8 em
1970 devido ao deslizamento.
Simulação em computador da irradiação de tsunamis causados
por um terremoto de magnitude 7,7 nas Ilhas Aleutas.
A onda principal do tsunami atinge as ilhas do Havaí
cerca de 4h30min após o terremoto.
Mapa Mundial de perigo sísmico
Conjunto habitacional
perto da Falha de Santo
André em São Francisco
(EUA)
Para responder: • Que é um terremoto. O que os causa. Onde estão concentrados. • Explique a teoria do rebote elástico • Quais aparelhos medem os terremotos e como funcionam. • É possível prever um terremoto? Discuta.