Terremoto |
Os tremores de terra, chamados de terremotos, são resultado de um conjunto de fatores que proporcionam o movimento das placas tectônicas. Em razão dos efeitos produzidos pelas forças que interagem no planeta, que defino como princípios agentes para o movimento dos continentes, temos a sua atividade exercida pela ação da força do MAGNETISMO, ROTAÇÃO e EQUILÍBRIO. A força do Magnetismo, atua com maior atividade para as regiões mais próximas ao Círculo Polar Norte magnético e menor para as regiões do perímetro magnético da Terra. Outras áreas com maior concentração de elementos magnéticos acabam exercendo atividade superior à de outras que estejam na mesma latitude do planeta (Índia por exemplo, que se desloca em direção ao Norte à razão de 5 cm anuais, em detrimento de outras áreas como a Península Arábica por exemplo que não atua da mesma maneira). A força de Rotação tem valor expressivo quando da atividade exercida pela inércia física, que promove seu movimento constante e ritmado de Oeste para Leste na maior parte das placas tectônicas da Terra. |
A força de Equilíbrio, atua severamente sobre o planeta em condições de instabilidade ou desequilíbrio evidente, exercendo sua força descomunal quando desta condição, fazendo com que blocos continentais se separem ou se desloquem à uma velocidade muito superior ao que se poderia presumir. Inicialmente o movimento de um bloco continental é sempre superior ao que pode ser percebido nas medições quando de sua estabilidade aparente, ou seja, seu movimento inicial segue uma projeção geométrica e não aritmética como convencionalmente é assumido. Estas forças interagem entre si e quando qualquer dos seus fatores estiverem mais favorecidos, promoverá o movimento das placas tectônicas, causando os abalos. O elevado índice dos tremores a cada ano, evidencia a força exercida pelas suas forças. Se o planeta perde o seu estado permanente de equilíbrio adquirido quando da separação dos blocos continentais, ele promove efeitos que venham a conduzí-lo novamente à antiga condição. Deste modo, podemos compreender melhor o motivo pelo qual temos também percebido os efeitos da oscilação do eixo magnético terrestre, que também ocasiona o movimento de placas em sentido diferente à cada variação. O encontro entre uma placa contra outra é o maior causador dos fenômenos sísmicos. |
mapa genérico das placas em movimento |
Falha de Sto. André-América do Norte |
Dentre os processos que trazem abalos sísmicos à determinadas regiões do planeta, temos como mais destacado a famosa Falha de Santo André (San Andreas), que existe pelo deslocamento dos blocos do Pacífico e da América do Norte, movendo-se como segue na figura ao lado. Este movimento é decorrente da ação primeira da atividade promovida pela inércia física em razão do movimento de rotação do globo em torno de seu próprio eixo, e possui atividades secundárias exercidas pela ação magnética e força de equilíbrio, sendo esta última, acionada cada vez mais à medida em que a distribuição proporcional de massa na superfície terrestre estiver mais evidenciada (nivelamento oceânico). A Falha de Santo André foi identificada pelas observações realizadas quando do terremoto ocorrido em São Francisco nos EUA em 18/04/1906 às 05:12 hs, quando foram constatados a separação dos blocos em sentido oposto, seguindo cerca de 5 cm cada um de seu ponto de origem, causando 10 cm de deslocamento. |
Os fenômenos sísmicos possuem os registros mais antigos na China, datando do ano de 1.177 a.C. em diante. Na Europa eles são mencionados à partir do ano de 580 a.C., mas as descrições só vieram a ocorrer com melhor detalhe no séc. XVII em diante. O terremoto de 1471 no Peru por exemplo, não é muito bem documentado. Um terremoto ocorrido na manhã de 16 de Dezembro de 1811 no Estado Norte americano de Missouri, próximo à New Madrid, da ordem de 8 graus na escala Richter, teve efeitos secundários que ocasionaram tremores em 23 de Janeiro de 1812 e 07 de Fevereiro do mesmo ano. Trouxe prejuízos materiais e perdas humanas nas proximidades de Boston e Denver em torno de 700 pessoas. Em 1935, Charles Francis Richter (1900-1985) sismólogo do Instituto de Tecnologia da Califórnia, desenvolveu uma escala matemática de comparação estudando os sismos do sul da Califórnia, ele introduziu o conceito de magnitude, tomando esta referência da astronomia que a utiliza para classificar o brilho das estrelas. Richter criou sua tabela para medir a energia liberada pelo fenômeno. Isso foi relacionado com o campo da astronomia, à que se deveu a denominação de magnitude para os índices que ele estabeleceu. |
Falha de Sto. André |
A magnitude está associada a
uma função logarítimica calculada a partir da amplitude
registrada pelo equipamento sismográfico (ML, Ms, mb) ou à
partir de sua duração (MD) sobre o sismograma. O cálculo de magnitude de um terremoto deve ser corrigido dependendo do tipo de sismógrafo utilizado, ditância epicentral, profundidade do foco e os demais tipos de solo de onde está focada na estação de registro. Esta escala por sua natureza, permite obter medidas negativas de tamanho de um terremoto e em princípio não tem limites para medir magnitudes enormes. Na realidade, seu valor mínimo dependerá da sensibilidade e seu valor máximo da longitude máxima da falha suscetiva a se romper com um só golpe. Existem diferentes escalas de magnitude que dependem do tipo de sonda sísmica que se utiliza para medir o tamanho de um terremoto, sendo as mais importantes as seguintes: Magnitude Local (ML) -- A definição de ML é realizada em função do registro de um terremoto e um sismógrafo do tipo WA: onde A e Ao representam a amplitude máxima de um terremoto registrado a uma distância para o terremoto de magnitude ML e magnitude zero. Para uma estação diferente à WA e para uma região em particular, se deve utilizar a correção em distância contida no término. Ao, antes de se estabelecer uma correspondência entre um sismógrafo utilizado e o WA. Magnitude de ondas superficiais (Ms) - Magnitude válida para terremotos com foco superficial onde a amplitude máxima deve ser medida no modo fundamental da onda Rayleigh com período (T) entre 18 e 22 segundos. As correções devem considerar a distância epicentral e a profundidade do foco do terremoto. A relação utilizada com freqüência é: onde A é a amplitude do desplacamento do solo em micros e a distância epicentral em graus. A fórmula anterior é válida para distâncias compreendidas entre 20o. << 90 o. e para terremotos com focos localizados à profundidades menores que 70 km. Magnitude de ondas de volume Mb -- Magnitude calculada à partir da relação (A/T) da componente vertical para uma onda P. Esta magnitude é válida para terremotos ocorridos em diferentes profundidades e distâncias compreendidas entre 5o. e 90o.. A relação que permite calcular mb é conhecida como a fórmula de Gutemberg: onde A é a amplitude de uma serial sísmica medida sobre o componente vertical de um registro de período curto (micros), T é o período (s) e Q expressado em função de uma distância epicentral () e a profundidade do foco (h) segundo as tabelas de Gutenberg e Richter (1956). Magnitude de duração (MD) - Magnitude válida para os sismos de magnitude menor que 5 ocorridos à distâncias menores que 200 km. Esta magnitude se baseia em medir a duração de uma serial de registro do terremoto (t), depois de subir a onda P até quando a amplitude da serial se confunde com o ruído de fundo. Esta magnitude é definida com a seguinte relação: onde t é a duração do registro do terremoto em segundos, a distância epicentral em km, a, b, c e d são constantes determinadas para cada estação.
GEOMETRIA DE FALHA E MOMENTO SÍSMICO A orientação de uma falha, a direção do movimento e o tamanho do terremoto, pode ser descrito por uma geometria de falha e o momento sísmico. Estes parâmetros podem ser determinados à partir de análises das formas de onda de um terremoto. As diferentes formas e direções do movimento das ondas registradas à diferentes distâncias e azimutes desde o foco do terremoto, são usadas para determinar a geometria da falha e a amplitude da onda para conhecer o momento sísmico. O momento sísmico pode ser relacionado com os parâmetros da falha mediante a relação de Aki (1966}: onde m é o módulo de rigidez, S é a área da falha e o desplacamento médio sobre o plano da falha. O momento sísmico é uma medida mais consistente do tamanho de um terremoto e hoje em dia o parâmetro mais importante. Este fator tem dado lugar à definição de uma nova escala baseada no momento sísmico (Kanamori, 1977), denominada energia de magnitude. onde Mo é expressado em Nm. A Energia A energia total liberada por um terremoto é difícil de calcular com precisão, devido ao fato de se tratar da soma de energia dissipada em forma térmica por uma deformação na zona de ruptura e a energia emitida como ondas sísmicas, sendo esta a única que pode ser estimada a partir de sismógrafos. Tem havido menções em que a magnitude estaria relacionada com a energia dissipada em forma de ondas, no entanto, Gutenberg e Richter estabeleceram as seguintes relações: Log E = 5.8+2.4 mb LogE = 11.8+1.5 Ms Considerando estas relações, um terremoto de magnitude igual à 8 libera energia equivalente à 1.024 ergs. Como exemplo, a energia liberada por uma explosão nuclear de 10 quilotons, é de 1.019 ergs e equivale a um terremoto de magnitude igual à 5.5 Richter definiu a magnitude zero (0) como aquela que proporciona uma amplitude de onda de um micrômetro (1 mm) de vibração à uma distância de 100 km do epicentro. A escala de Richter é formulada por mais de trinta maneiras diferentes; dependendo do tipo de onda sismíca, do período da onda, da profundidade do foco, da distância epicentral e do tipo de solo onde se encontra o sismógrafo. Uma das equações mais empregadas é: M = 0,67 log E - 7,9 em que E representa a energia liberada por um sismo no seu epicentro. Esta energia é medida em 'ergs' e M é correspondente à magnitude na escala, que por definição não tem unidade. Observe os valores e
seus exemplos para ter idéia do que representa cada medição: |
Magnitude: |
o que observamos
no epicentro |
índice anual |
1.0 a 1.9 |
Detectável somente em sismógrafos | milhões |
2.0 a 2.9 |
Percebido por poucas pessoas | 800.000 |
3.0 a 3.9 |
Percebido pela maioria das pessoas | 20.000 |
4.0 a 4.9 |
Vidros se partem | 2.8 a 3 mil |
5.0 a 5.9 |
Quebra de mobílias, danos em edifícios | cerca de mil |
6.0 a 6.9 |
Fendas no solo e queda de prédios | 185 |
7.0 a 7.9 |
Queda e quebra de pontes e barragens | 14 |
acima de 8 |
Desastre inumerável | 0.4 |
Em 1902 o sismólogo italiano Giusseppe Mercalli baseou-se em danos sentidos e percebidos em estruturas e objetos no solo e por pessoas que testificam os tremores de terra, a ele se deve a observação da destruição da área afetada, denominada intensidade sísmica. Para establecer a Intensidade, ele recorreu a uma revisão dos registros históricos e entrevistas testemunhais, noticiários públicos, jornais, personalidades, etc. A intensidade pode ser diferente nos locais identificados para o mesmo sismo e dependerá de: a) a energia do terremoto, b) a distância da falha de onde se produz o abalo, c) a forma como as ondas sísmicas atingem os locais em que são percebidos (oblíqua, perpendicular, etc.) d) as características geológicas do material subjacente do local onde se registra a intensidade e o mais importante, e) como a população sentiu e registrou o terremoto. As graduações não se equivalem com a escala Richter. A escala Mercalli expressa em números romanos e é proporcional de maneira que uma intensidade IV é o dobro de uma intensidade II por exemplo. |
Intensidade |
resultado |
I |
Abalo sentido
por poucas pessoas em condições muito favoráveis. |
II |
Abalo sentido
por poucas pessoas em estado de repouso, especialmente as que estiverem
no alto de edifícios. Objetos suspensos podem oscilar. |
III |
Abalo sentido
no interior de construções, mais agravante para o alto de
edifícios, muitas pessoas não atribuem a um terremoto. Veículos
motorizados podem se mover ligeiramente mesmo estacionados. Vibração
lembra a passagem de um veículo extremamente pesado. |
IV |
Abalo sentido
por muitas pessoas no interior de construções poucas percebem
se estiverem ao ar livre. Se ocorrer durante a noite algumas pessoas despertam.
Vibração de janelas, portas e muros. Sensação
equivalente à de o choque entre um caminhão contra um edifício.
os veículos estacionados balançam claramente. |
V |
Abalo sentido
por quase todos, muitos que estiverem dormindo despertam. Algumas peças
de vaso, vidro e similares quebram. Objetos instáveis caem. Percebe-se
a perturbação nas árvores, postes e outros objetos
elevados. Alteração em relógios de pêndulo. |
VI |
Abalo sentido
por todos, pessoas se aterrorizam e saem de suas casas. Alguns móveis
pesados caem. Danos ligeiros em estruturas e maior para objetos pessoais.
|
VII |
Abalo percebido
por todos inevitávelmente. As pessoas fogem para fora de suas casas,
Danos sem importância em edifícios de bom desenho e boa estrutura.
Danos ligeiros para estruturas mais frágeis porém bem construídas,
consideráveis para obras mau planejadas, quebra de alguma chaminés.
É percebido também por pessoas que estiverem com seus veículos
em movimento. |
VIII |
Danos ligeiros
em estruturas bem desenhadas, considerável para edifícios
menos estruturados com a queda parcial, maior para estruturas muito frágeis.
Queda de algumas chaminés, pilhas de procutos em armazéns,
queda de colunas, monumentos e muros. Móveis pesados se movem.
Areia e lodo são prjetados em pequenas quantidades. Oscilação
do nível da água em poços. Perca do controle para
pessoas que esteja com seus veículos em movimento (falta de aderência
ao solo). |
IX |
Danos consideráveis
nas estruturas de boa estrutura, armações estruturais se
desmontam e quebram. Grandes danos nos edifícios mais sólidos
com queda parcial. Os edifícios saem de sua base. O terreno se
agita consideravelmente. Tubulações subterrâneas são
rompidas. |
X |
Construções
de madeira bem construídas são destruídas. a maior
parte das estruturas se desmontam e destroem , agito considerável
do terreno. Vias férreas se torcem. Deslizamentos consideráveis
de estradas à margem dos rios e grandes pontes. Invasão
de água dos rios sobre suas margens. |
XI |
Quase nenhuma
estrutura permanece de pé. Pontes destruídas, fendas abertas
no terreno, Tubulações subterrâneas rompidas e serviços
rompidos. Torção expressiva para linhas férreas. |
XII |
Destruição
total. Ondas visíveis sobre o terreno dos litorais afetados. Perturbações
numerosas nas margens de rios, lagos e mares. Objetos lançados
ao ar. Tsunamis inevitáveis. |
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