Sismologia Vulcânica

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Sismologia Vulcânica
Sismologia Vulc�ica
Escrito por Gerson Caravaca
Ter, 15 de Setembro de 2009 00:26 -
<p style="text-align: justify"><br /> A sismologia vulc�ica �o estudo dos terremotos originados
em ambientes vulc�icos bem como da sua velocidade, estrutura, atenua�o e outras
propriedades f�icas dos materiais terrestres que afetam a passagem de ondas s�micas
nessas montanhas. Terremotos vulc�icos podem ser definidos como sismos que ocorrem em
vulc�s ou pr�imos de edif�ios vulc�icos ou que s� relacionados a processos vulc�icos.
Vulc�s s� lugares onde flu�os s� m�eis, quentes e concentrados, assim que o n�mero de
terremotos por unidade de tempo �elevado quando comparado com a crosta normal.</p> <p
style="text-align: justify">A sismologia tem tornado-se uma das mais �teis ferramentas para
predi�o e monitoramento de erup�es vulc�icas. Atualmente, aproximadamente 200 vulc�s
s� sismicamente monitorados (aproximadamente um ter� dos 538 vulc�s que entraram em
erup�o nos tempos hist�icos), ainda que o n�mero e a qualidade das esta�es em cada vulc�
varia consideravelmente. Vulc�s bem monitorados t� seis ou mais esta�es s�micas locais
dentro de um raio de 15 km e algumas esta�es regionais (a mais de 15 km) que s� capazes
de detectar terremotos vulc�icos de magnitude igual ou maior do que zero abaixo dos vulc�s.
Em torno de um ter� dos vulc�s monitorados tem no m�imo uma esta�o dentro de um raio de
1 km de dist�cia do conduto ativo.</p> <p style="text-align: justify">Uma esta�o s�mica
�composta por sism�etro e um sism�rafo. O sism�etro �uma sonda muito sens�el
introduzida na terra para detectar os movimentos s�micos que s� transmitidos diretamente
para o sism�rafo. Este, o sism�rafo, �um tambor rotativo que registra em um sismograma os
tra�s das ondas s�micas, isto � as vibra�es emitidas pela terra e captadas pelo
sism�etro.</p> <h3>CARACTER�TICAS DAS ONDAS S�MICAS</h3> <p style="text-align:
justify">Um terremoto �um r�ido movimento da Terra, provocado por uma abrupta libera�o de
energia. As ondas s�micas s� manifesta�es dessa energia liberada que se propagam
elasticamente atrav� da crosta terrestre. Estas ondas se movimentam para longe da fonte do
terremoto ao longo de uma superf�ie e atrav� do interior da Terra em variadas velocidades
dependendo dos materiais atrav� dos quais se deslocam.</p> <p style="text-align:
justify">Algumas das vibra�es s� de freq��cia elevada o suficiente para serem ouvidas, ao
passo que outras s� de muito baixa freq��cia. Quando alcan�m elevadas amplitudes estas
ondas podem ser sentidas pelas pessoas e provocar danos a moradias ou infraestruturas,
enquanto que as de pequena amplitude s�s� registradas em aparelhos de alta
sensibilidade.</p> <p style="text-align: justify">As ondas s�micas s� de dois tipos: as
<u><strong>ondas s�micas de corpo</strong></u> e as <u><strong>ondas s�micas
superficiais</strong></u>.</p> <p style="text-align: justify">As <u><strong>ondas s�micas de
corpo</strong></u> s� aquelas que percorrem o interior da Terra. Em fun�o da sua forma de
propaga�o s� subdivididas em ondas s�micas de compress� (ou prim�ias) e ondas s�micas
de cisalhamento (ou secund�ias). As ondas s�micas de compress� movem-se atrav� da
crosta terrestre como um el�tico. Quando a onda move-se para a esquerda, por exemplo, ela
expande e comprime na mesma dire�o. Produzem um movimento do solo para frente e para
tr� na mesma dire�o que a onda se propaga. Geralmente, em um registro s�mico,
correspondem ao primeiro pulso que se observa. Tamb� s� chamadas de ondas s�micas
prim�ias (P). Ao contr�io, as ondas s�micas de cisalhamento provocam o movimento do solo
para cima e para baixo, perpendicular a dire�o de propaga�o da onda. Em termos gerais, em
um registro s�mico s� as segundas ondas observadas. Desse modo, s� tamb� denominadas
de ondas s�micas secund�ias (S).</p> <p style="text-align: justify">As <u><strong>ondas
s�micas superficiais</strong></u> viajam pela superf�ie e outras camadas do interior da Terra
e s� subdivididas em ondas s�micas superficiais Love e ondas s�micas superficiais Rayleigh.
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As ondas s�micas superficiais Love provocam um movimento do solo transversal �dire�o de
propaga�o da onda. As ondas s�micas superficiais Rayleigh movem o solo em sentido
contr�io ao da propaga�o da onda.</p> <p style="text-align: justify">Um
<u><strong>epicentro</strong></u> �o ponto da superf�ie da Terra situado diretamente
acima do foco de um terremoto, que por sua vez �denominado de
<u><strong>hipocentro</strong></u>. A dist�cia entre o foco de um terremoto e a superf�ie
�chamado de <u><strong>profundidade focal</strong></u>. Todos os hipocentros se situam a
uma profundidade de at�700 km. Dentro desta faixa, eles s� classificados como <u>rasos</u>
(profundidade entre 0 e 70 km), <u>intermedi�ios</u> (entre 70 e 300 km de profundidade) e
<u>profundos</u> (abaixo de 300 km de profundidade).</p> <p style="text-align: justify">A
severidade de um terremoto pode ser expressa por dois modos principais:<br /> <br /> A
<u><strong>magnitude</strong></u> �uma express� num�ica da quantidade de energia
liberada por um terremoto, normalmente expressa na Escala Richter, determinada pela medida
da amplitude das ondas s�micas em instrumentos registradores (os sism�rafos). A escala
num�ica para magnitudes �logar�mica, portanto, as deflex�s de um sism�rafo para um
terremoto de magnitude 5, por exemplo, s� 10 vezes maiores que um terremoto de magnitude
4, e 100 vezes maiores que um terremoto de magnitude 3, e assim por diante A intensidade de
um terremoto �uma medida subjetiva que descreve qu� forte uma onda s�mica foi sentida em
local particular. Em outras palavras, mede os efeitos de um terremoto em um determinado
lugar. <br /> <br /> <br /> A <u><strong>intensidade</strong></u>, expressa pela Escala
Modificada de Mercalli, depende n� somente da magnitude de um terremoto, mas tamb� da
dist�cia desde um epicentro e a geologia local. A Escala Modificada de Mercalli varia de I a
XII. Assim, os terremotos de Intensidade I n� s� normalmente sentidos pela maioria das
pessoas em um determinado local, exceto por umas poucas pessoas localizadas em condi�es
especialmente favor�eis, enquanto que terremotos de Intensidade XII provocam danos
totais.</p> <h3>TERMINOLOGIA E TIPOS DE TERREMOTOS VULC�ICOS</h3> <p
style="text-align: justify">Os vulc�s ativos s� fontes de uma grande variedade de sinais
s�micos. tradicionalmente, terremotos vulc�icos t� sido classificados em v�ios tipos com
base na apar�cia de sismogramas: (1) os eventos s�micos de alta freq��cia ou de curto
per�do; (2) os eventos s�micos de baixa freq��cia ou de longo per�do; (3) os terremotos
h�ridos ou de m�io per�do; (4) os terremotos relacionados com explos�s; (5) tremores
vulc�icos; (6) eventos de muito baixas freq��cias ou de muito alto per�do; e (7) eventos
s�micos vulc�icos superficiais tais como avalanches, queda de rochas, fluxos pirocl�ticos e
fluxos de lama vulc�icos (lahars).</p> <h4><span style="color: #ffff99">(1) Eventos S�micos
de Alta Freq��cia ou de Curto Per�do</span></h4> <p style="text-align: justify">Os eventos
s�micos de alta freq��cia ou de curto per�do, tamb� chamados de terremotos
vulcano-tect�icos, s� sinais de fraturamento de rochas por press� do magma e pelos flu�os
na rocha encaixante. A press� se transmite atrav� das rochas, concentrando-se, e
posteriormente sendo liberada atrav� de zonas fr�eis longes da fonte de press�. Ocorrem
predominantemente em enxames. Eventos s�micos de alta freq��cia t� ondas P e S
definidas e as freq��cias dominantes s� de 5-15 Hz. Podem ser subdivididos em dois tipos, A
e B. Os tremores vulcano-tect�icos do tipo A s� mais profundos e refletem a ascens� de
magma, enquanto que os tremores vulcano-tect�icos do tipo B mostram um fraturamento das
rochas encaixantes mais superficial.</p> <h4><span style="color: #ffff99">(2) Eventos
S�micos de Baixa Freq��cia ou de Longo Per�do</span></h4> <p style="text-align:
justify">Os eventos s�micos de baixa freq��cia ou de longo per�do s� os tremores que se
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geram por movimentos de flu�os em uma c�ara magm�ica. Estes flu�os podem ser gases
magm�icos, magma, �ua (ou vapor de �ua) ou uma mistura de todos estes. Estes eventos
muitas vezes possuem ondas P emergentes, falta de ondas S e possuem freq��cias
dominantes entre 1 e 5 Hz, com 2 e 3 Hz muito comuns.</p> <h4><span style="color:
#ffff99">(3) Terremotos H�ridos ou de M�io Per�do</span></h4> <p style="text-align:
justify">Terremotos h�ridos ou de m�io per�do s� uma mescla dos tremores de longo
per�do e dos tremores vulcano-tect�icos e representam uma mistura de processos. Ocorrem
pela desgaseifica�o do magma (o magma se separa em uma fase gasosa e uma fase l�uida)
em profundidade ou por fraturamento em meios com comportamento fr�il. N� h�express�s
superficiais desse fen�eno, isto � n� se observa uma rela�o com atividades fumar�icas.
Estes eventos ocorrem na forma de enxames em per�dos de intensa atividade fre�ica.</p>
<h4><span style="color: #ffff99">(4) Terremotos relacionados com Explos�s</span></h4> <p
style="text-align: justify">Terremotos relacionados com explos�s acompanham erup�es
explosivas, e muitos s� caracterizados pela presen� de ondas de choque nos sismogramas.
H�um particionamento da energia na fonte: parte da energia se movimenta atrav� do terreno
como onda s�mica, e parte viaja atrav� do ar como ondas ac�sticas. A onda ac�stica
junta-se novamente com a onda s�mica um pouco antes de serem registradas pelo
sism�rafo.</p> <h4><span style="color: #ffff99">(5) Tremores Vulc�icos</span></h4> <p
style="text-align: justify">Tremores vulc�icos s� sinais cont�uos com dura�es de minutos
at�dias ou mais. As freq��cias dominantes dos tremores s� 1-5 Hz (2-3 Hz s� mais
comuns), similares aos eventos de baixa freq��cia. Tremores harm�icos e tremores
espasm�icos s� dois casos especiais de tremores vulc�icos. Tremores harm�icos s� ondas
de baixa freq��cia, muitas vezes sen�des, com amplitudes suavemente variadas. Tremores
espasm�icos s� sinais de alta freq��cia, irregulares e pulsantes.</p> <h4><span
style="color: #ffff99">(6) Eventos S�micos de Muito Baixa Freq��cia ou de Muito Longo
Per�do</span></h4> <p style="text-align: justify">Na d�ada passada, sism�rafos de banda
larga eram empregados no monitoramento de vulc�s. Estes equipamentos tinham a
capacidade de detectar uma banda de larga freq��cia, registrando eventos de muito baixa
freq��cia ou muito longo per�do. Esses eventos s� associados com erup�es ou vigorosas
atividades fumar�icas, e os eventos observados possuem muito pequenas amplitudes.</p>
<h4><span style="color: #ffff99">(7) Eventos S�micos Vulc�icos Superficiais</span></h4> <p
style="text-align: justify">Sism�rafos localizados em vulc�s podem registrar uma variedade de
sinais s�micos locais provocados por processos superficiais. Estes incluem (a) avalanches, (b)
queda de rochas, (c) fluxos pirocl�ticos e (d) fluxos de lama.</p> <h6><span style="color:
#ccffcc">(a) Avalanches</span></h6> <p style="text-align: justify">Avalanches de v�ios
tamanhos ocorrem em vulc�s. Avalanches geram um sinal s�mico de muitos minutos de
dura�o, dependendo do tamanho e da velocidade do evento. As amplitudes variam com a
quantidade de material, com grandes avalanches gerando fortes sinais s�micos.</p>
<h6><span style="color: #ccffcc">(b) Queda de rochas</span></h6> <p style="text-align:
justify">Queda de rochas �um tipo especial de avalanche no qual uma ou mais rochas s�
desprendidas de uma estrutura vulc�ica, normalmente um domo de lava ou uma frente de
fluxo de lava, e rolam pelo flanco do edif�io vulc�ico. Os sismogramas correspondentes
mostram fortes sinais locais persistindo por mais de um minuto.</p> <h6><span style="color:
#ccffcc">(c) Fluxos Pirocl�ticos</span></h6> <p style="text-align: justify">Fluxos pirocl�ticos
s� produtos de erup�es explosivas e consistem de part�ulas de rochas incandescentes e
gases que se movem rapidamente sobre a superf�ie do terreno. Estes eventos mostram
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sismogramas complexos que duram muitos minutos e podem conter elevadas freq��cias,
sendo que os grandes fluxos s� associados com sinais de grande amplitude.</p> <h6><span
style="color: #ccffcc">(c) Fluxos de Lama Vulc�icos (Lahars)</span></h6> <p
style="text-align: justify">Fluxos de lama vulc�icos s� processos comuns em terrenos
vulc�icos �gremes que englobam �ua e grandes massas de sedimentos, que se deslocam
juntos pelos flancos dos vulc�s incorporando sedimentos adicionais. Estes eventos geram
sinais s�micos de longa dura�o que lembram tremores vulc�icos, exceto que o sinal �mais
forte pr�imo do fluxo do canal, oposto aos tremores, que s� mais fortes pr�imo do conduto
vulc�ico.</p> <h4><span style="color: #ffff99">CARACTER�TICAS DOS TERREMOTOS
VULC�ICOS</span></h4> <p style="text-align: justify">Terremotos vulc�icos ocorrem em
profundidades superficiais (entre 1-9 km) enquanto que terremotos tect�icos ocorrem em
profundidades maiores do que 15 km na crosta (em zonas de subduc�o eles ocorrem em
profundidades de at�600 km). Eventos vulc�icos tamb� diferem em seus padr�s de
ocorr�cia: eles muitas vezes ocorrem em enxames, grupos de eventos muito pequenos com
tamanhos e loca�es similares. Isto �contrastante com os t�icos sinais de &quot;terremoto
principal - terremotos posteriores&quot; dos terremotos tect�icos.</p> <p style="text-align:
justify">Muitos enxames seguem uma seq��cia regular que consiste dos seguintes
componentes: (1) terremotos normais a regi� (background) relacionados com tens�s regionais
e calor; (2) enxames de eventos de alta freq��cia associados com press�s magm�icas e
transmiss� de tens�s; (3) quiesc�cia relativa ap� um pico s�mico; (4) eventos de baixa
freq��cia correlacionados com calor magm�ico e preenchimento de cavidades por flu�os; (5)
tremores vulc�icos relacionados com a vesicula�o do magma e intera�o deste com �ua
subterr�ea; (6) terremotos relacionados com explos�s e vinculados com a fragmenta�o do
magma; e, por �ltimo, (7) terremotos profundos seguindo a erup�o associados com a
diminui�o da quantidade de magma ap� uma erup�o e relaxamento das tens�s regionais.
Esta seq��cia reflete varia�es sistem�icas nas loca�es dos terremotos e nos processos
f�icos dominantes.</p> <p style="text-align: justify"> </p> <h4><span style="color:
#ffff99">Refer�cias bibliogr�icas utilizadas na confec�o do texto acima:</span></h4> <p
style="text-align: justify">McNutt, S. 2000. Volcanic Seismicity. In: Encyclopedia of Volcanoes,
Sigurdsson, H. (Ed.), p. 1015 - 1033.</p> <p style="text-align: justify">McNutt, S. 2000.
Seismic Monitoring. In: Encyclopedia of Volcanoes, Sigurdsson, H. (Ed.), p. 1095 - 1119.</p>
<p style="text-align: justify">P�inas da web consultadas para a confec�o do texto acima:</p>
<p style="text-align: justify">Escuela Politecnica Nacional - Instituto Geof�ico do Equador Tipos de Sismicidad Volc�ica</p> <p style="text-align: justify">Shedlock, K. M. & Pakiser, L.
C. 1997. Earthquakes</p> <p style="text-align: justify"> </p>
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