Sismologia(Forças sísmicas , ondas sísmicas , teoria do Ressalto elástico )

   É uma parte da geologia que está relacionada ao estudo dos sismos,as suas causas e consequências.

A sismologia pretende:

-conhecer os materiais rochosos do interior da Terra;

-Modo de propagação das ondas sísmicas;

-Quantidade de energia libertada;

  Sismo

   O sismo é um movimento vibratório brusco da superfície terrestre, resultando um libertação de energia brusca por parte dos materiais litológicos.

Os sismos podem classificar-se em:

-Microssismos.(Correspondem à grande maioria dos sismos.Não causam danos significativos);

-Macrossismos.(Libertam grandes quantidades de energia ,sendo muito perceptivos à população ao contrário do microssismos).

Origem dos sismos:

-Naturais;

-Artificiais;

Naturais:

-sismos de colapso;

-sismos tectónicos;

-sismos vulcânicos;

Sismos Tectónicos 

Resultantes do acumular de tensões provocados pelos movimentos tectónicos. Os movimentos tectónicos podem implicar três tipos de forças(compressivas,distensivas e de cisalhamento).

   Forças compressivas

   

  Provocam a compressão dos materiais uns contra os outros , diminuindo a distância entre as partículas rochosas ,originando falhas inversas.

  Forças distensivas 

Distendem(esticamento e alongamento) os materiais,aumentando a distância entre as partículas resultando falhas normais.

  Forças de cisalhamento

Correspondem a movimentos horizontais que provocam o estreitamento e a distensão dos materiais originando falhas transformantes.

 

           Teoria do Ressalto Elástico 

A melhor teoria que explicita a ocorrência dos sismos devido à atuação das forças a que a crosta terrestre esta continuamente a ser submetida.

Segundo esta teoria :

• As rochas sofrem deformação elástica devido à atuação de forças( compressivas , distensivas e de cisalhamento ).

•À medida que vão sendo deformadas , devido à ação de forças , as rochas vão acumulando energia.

•Quando ,sob ação das forças ,as rochas ultrapassam o limite de elasticidade ,dá-se a ruptura da rocha e o deslocamento dos 2 blocos rochosos-falha- com a libertação da energia acumulada de forma brusca e súbita , produzindo calor, trituração do material na falha e ondas sísmicas.

• O material após a formação da falha , recupera a forma inicial, isto é , deixa de estar deformado.

  Parâmetros de caraterização sísmica 

Foco ou hipocentro-> local do interior da geoesfera onde ocorre libertação de energia sísmica 

Epicentro-> local à superfície da Terra situado na vertical do foco.

Profundidade focal-> é a distância entre o foco e epicentro.

Frente da onda-> separa uma região que experimenta uma perturbação sísmica particular de uma região que ainda não experimentou.

Ondas sísmicas podem ser: 

-Ondas internas,de volume ou profundas;

-Ondas superficiais ou longas ou L;

 

  Ondas internas-> ondas que se geram nos focos sísmicos e se propagam no interior da Terra e estas podem ser ondas P ou ondas S.

  Ondas P

• São ondas que se propagam com maior velocidade.

•As partículas rochosas vibram paralelamente à direção de propagação da onda.

•Propagam-se em meios sólidos,líquidos e gasosos.

  Ondas S

•Propagam-se mais lentamente que as ondas P.

•As partículas vibram perpendicularmente à direção de propagação da onda.

•Propagam-se apenas em meios sólidos.

  Ondas superficiais-> ondas resultantes da interferência das ondas inteiros à superfície terrestre causadoras das destruições provocadas pelos sismos de grande intensidade e estas ondas podem ser ondas Love ou ondas Rayleigh.

  

   Ondas Love

• São onda lentas(3,0km/s)

• As partículas vibram horizontalmente,fazendo um ângulo reto com a direção de propagação.

• Propagam-se em meios sólidos e líquidos.

   Ondas Rayleigh 

• São as ondas mais lentas(2,7km/s)mas as mais destrutivas,

• As partículas descrevem um movimento elíptico , num plano perpendicular à direção de propagação.

• Propagam-se em meios sólidos e líquidos.

   

   Tsunami

 

 Não é um sismo , mas sim uma consequência de um sismo.

Origem do tsunamis

  

  Quando o epicentro se encontra no mar e ocorre a deslocação súbita das rochas pode criar uma onda que percorre o oceano a uma velocidade de algumas centenas de metros por segundo, no alto mar uma onda desse tipo pode passar por despercebida, porém ao atingir as águas litorais pouco profundas , velocidade da onda diminui tornando-se mais alta e íngreme atingindo finalmente a costa com uma força tremenda.

Vulcanismo

Produtos Gasosos Libertados :

-Vapor de Água
-Monóxido de Carbono
-Dióxido de Carbono
-Hidrogénio
-Azoto
-Ácido Clorídrico
-Compostos de enxofre

Produtos Sólidos Libertados :

Piroclastos de queda- Solidificam durante o seu trajeto pelo ar (cinzas <2mm; areias 2-4mm; lapilli ou bagacinas 4-64mm; Bombas ou blocos >64mm)

Piroclastos de Fluxo- movem-se ao longo das encostas, envolvidos em gases e água. Nuvens ardentes ou piroclásticas .














Piroclastos líquidos-Lava: A lava é um material rochoso , fluido, com origem no magma, mas com composição diferente , pois perde uma parte dos gases , resulta da reação do magma com rochas encaixantes.


Lava Viscosa
- Temperatura = 800 C
- Rica em sílica (ácida)
- Dificuldade em libertar os gases
- Quando solidifica forma : agulhas vulcânicas , Domos ou cúpulas , nuvens ardentes , escoadas piroclásticas.

Lava Fluida
- Temperatura = 1500 C
- Pobre em Sílica (básica)
- Facilidade em libertar os gases
- Quando solidifica forma: lavas encordoadas ou pahoehoe , lavas escoriáceas ou aa , lavas em almofada ou pillow lavas.

Tipos de erupções vulcânicas

Erupções Explosivas

- Lava muito viscosa de cor clara
- Escoadas muito curtas e sem mantos nem rios de lava
- Cinzas, Lapilli ou bombas
- Nuvem ardente ou Domo
- Cone elevado , ingreme formado especialmente por piroclastos

Erupções Efusivas




- Lava muito fluida e de cor escura
- Escoadas muito longas, mantos e rios de lava
- Sem emissão de piroclastos
- Cones baixos e largos constituídos por lava








Erupções Mistas




- Lava fluida
- Escoadas de lava longas (durante a fase efusiva)
-Lapilli e bombas (durante a fase explosiva)
- Cone misto (alternância de lava e piroclastos) , com alguma inclinação.

Vulcanismo Secundário

Fumarolas
Emissões de vapor de água

Geiseres
Repuxos intermitentes de água quente e vapor de água, sob pressão , através de fraturas

Nascentes Termais
Nascentes quentes, ricas em sais minerais que têm origem vulcânica - águas minerais ou juvenis.
Sobreaquecidas em consequência do aumento da temperatura

Vantagens e desvantagens dos vulcões

Vantagens:
- Aproveitamento de energia geotérmica
- Utilização dos solos férteis devido à deposição de cinzas vulcânicas
- Interesses turísticos e medicinais
- Desenvolvimento de industrias de exploração de produtos tais como enxofre e ouro, e platina e mesmo diamantes

Desvantagens:
- Muitas erupções vulcânicas são verdadeiramente catastróficas
- Incêndios
- Destruição provocada pelas cinzas , blocos e nuvens ardentes

Minimização dos riscos vulcânicos

Algumas prevenções:

- Identificação dos mecanismos eruptivos

- Evolução morfológica e estrutural do aparelho

- Identificação dos riscos associados

 

Previsão

Vulcão Ativo: Entrou em atividade recente , apresentado , por isso grandes probabilidades de poder entrar de novo em erupção.

 

Vulcão Adormecido: não possui atividade vulcânica há já muitos anos , mas que não se apresenta ainda totalmente erodido, pelo que ainda possui algumas probabilidades de entrar em erupção.

 

Vulcão Extinto: Apresenta-se muito erodido e sem qualquer registo histórico de atividade, pelo que apresenta muito poucas probabilidades de entrar em erupção.

 

 

 

Algumas previsões de uma erupção vulcânica:

- Aumento da frequência e intensidade de abalos sísmicos

- Alteração do comportamento dos animais

- Variação da temperatura

- Deformação de terrenos

 

 

Prevenção

- Monotorização do vulcão

- Elaboração de magmas de risco

- Formação e sensibilização das populações

- Preparação de planos de emergência/evacuação das populações

 

Todas as imagens foram retiradas de: https://www.google.pt/imghp?hl=pt-PT&tab=wi&ei=qznYUpC6KsnOtQbuvIGYAw&ved=0CAQQqi4oAg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Métodos indiretos (densidade) e vulcanologia

Densidade

A densidade média da Terra é de 5,5 g/dm³. Na crusta terrestre é de 2,8, ligeiramente mais baixa que a média terrestre. Sendo assim a densidade das rochas aumenta com a profundidade, mas porquê?

Isto deve-se á maior pressão a que os materiais estão sujeitos com o aumento de profundidade provocando a compressão (diminuição do volume) dos materiais, o que, em parte, explica o aumento de densidade com a profundidade.

 Gradiente geobárico- variação da densidade com a temperatura.

Vulcanologia

Tipos principais de vulcanismo

• vulcanismo primário ou erutivo- é caracterizado pela ocorrência de erupções vulcânicas (vulcanismo central, vulcanismo fissural);
• vulcanismo secundário, residual ou atenuado- é caracterizado pela atividade vulcânica na erutiva (fumarolas, nascentes termais, gêiseres).

Erupção vulcânica

É um tipo de atividade vulcânica onde são emitidos materiais no estado sólido, gasoso e liquido.

as estruturas naturais que permitem que estes sejam libertados chamam-se aparelhos vulcânicos.

• Vulcanismo do tipo central- Neste tipo de vulcanismo o aparelho vulcânico chama-se vulcão.
• Vulcanismo do tipo fissural- As erupções neste tipo de vulcanismo ocorrem ao longo de fendas e fraturas ao longo da superfície terrestre.

Magma

É um material rochoso silicatado fundido, que contem percentagens variáveis de gases, e a sua temperatura varia entre 800º e 1500ºC.

Tipos de erupções vulcânicas

As erupções podem ser:

• Calmas- chamadas de efusivas, libertam piroclastos (mas não cinzas), lava fluida e gases
• Violentas- chamadas de explosivas, libertam piroclastos (bombas,lapili e cinzas), lavas viscosas e gases.

 

Métodos geofísicos (Geotermismo,Geomagnetismo,Gravimetria)

1.Geotermismo

  O Geotermismo é a energia térmica da Terra que provém de duas fontes fundamentais:

1- a energia inicial do planeta (o impacto de palrearíamos e compressão gravítica);

2- decaimento radioativo do elementos radioativos do interior da Terra;

  Os cientistas para estudar o calor interno da Terra usam três conceitos esses são :

•Fluxo geotérmico;

•Gradiente geotérmico;

•Grau geotérmico;

  -Fluxo Geotérmico é a quantidade de calor libertado por unidade de superfície e de tempo.

Na maioria a energia é libertada de mod impercetível , por condução térmica.

  -Gradiente geotérmico é a variação de temperatura cima profundidade,isto é, o aumento de temperatura por Km de profundidade.

  -Grau geotérmico consiste no número de metros aprofundados para que a temperatura aumente 1ºC.

2.Geomagnetismo

   O campo magnético da Terra tem invertido a sua polaridade ao longo do tempo.

Polaridade Normal- o pólo N magnético está junto ao do pólo N geográfico.

Polaridade inversa - o polo N magnético está junto do pólo S geográfico.

   A mudança de uma polaridade normal para a uma inversa designa-se pó inversão do campo magnético.

   Certas rochas retêm uma "memória" do campo magnético terrestre pois o minerais ferromagnéticos destas rochas ficam orientados de acordo com o campo magnético da Terra vigente na altura da sua gênese designa-se campo paleomagnético.

3.Gravimetria

    Parte pertencente à geofísica que se ocupa com o cálculos e das medições da aceleração da gravidade em vários locais da Terra.

    A aceleração gravítica consiste na variação da velocidade que os corpos em queda livre para a Terra experimentam.Varia de local para local dependendo da latitude e altitude.

Os gravimetros são os instrumentos que medem a aceleração da gravidade.

A Terra um planeta especial

Os planetas telúricos

Apesar de todas as semelhanças (idade, densidade, massa, etc..) cada planeta telúrico apresenta características morfológicas, geológicas e ambientais únicas.

Geologia planetária

Objeto de estudo: planetas. Parâmetros mais estados:

•       Estrutura interna;
•       Cartografia e albedo;
•       Composição;
•       Cronologia relativa e absoluta.

O estudo das estruturas dos planetas é feito através da comparação de estruturas da terra. Depois de reconhecidas tenta-se inferir a sua génese, partindo do princípio que as forças e os processos que as originaram foram semelhantes aos das estruturas da Terra.

O estudo dos planetas permitiu identificar três tipo de estruturas:

Estruturas endógenas- formam-se através de processos e forças que atuam no interior dos planetas (dobras, falhas, etc);

Estruturas exógenas- formam-se através  de processos e forças da superfície dos planetas (dunas, marcas de ondulação).

Estruturas exóticas- (crateras de impacto) originam-se por processos e forças que se originam no exterior dos planetas.

Inatividade e atividade dos planetas

A atividade geológica consiste na ação de um agente modificador. Os agentes podem ter origem interna (acreção do planeta, contração gravítica, decaimento radioativo) ou origem externa (água, calor irradiado pelo sol, impacto meteorítico)

Mercúrio e Marte são planetas geologicamente inativos, ou seja, não apresentam sinais atuais de dinâmica interna/externa.

Terra e Vénus são planetas geologicamente ativos, ou seja, apresentam sinais atuais de dinâmica interna/externa.

Mercúrio

Mercúrio é constituído por rochas com uma idade entre 4000 a 3000 Ma, a sua superfície apresenta grande quantidade de crateras de impacto. Não tem dimensão suficiente para gerar forca gravítica para reter atmosfera, nem calor interno suficiente para ter atividade interna. Devido as suas elevadas temperaturas é impossível a manutenção de fluído á superfície. Por fim, este planeta é geologicamente inativo.

Vénus

As suas dimensões são semelhantes as da Terra, possuindo uma atmosfera muito densa (sem oxigénio ou vapor de agua, mas com grande quantidade de dióxido de carbono, gerador de um grande efeito de estufa). Em Vénus regista-se uma intensa atividade vulcânica, renovando constantemente a sua superfície, pelo que as suas rochas não têm mais de 500 M.a. A mobilidade litosférica não é evidente. Este planeta tal como a Terra é um planeta geologicamente ativo.

Marte

As suas dimensões são inferiores às da Terra, pelo que a sua atmosfera é muito rarefeita. A sua superfície não tem mais de 2000 M.a. Parece ser constituído apenas por uma placa litosférica imóvel e apresenta vestígios de uma intensa atividade vulcânica (Monte olimpo). Encontram-se vestígios de água liquida na sua superfície, e as crateras de impacto e os cones vulcânicos estão aplanadas pelo vento. É um planeta geologicamente inativo.

O sistema terra lua

Entre a Terra e a Lua existe uma forte interação gravitacional (planetas duplos) responsável por: marés dos oceanos; e pela rotação mais lenta da Terra.

Relevo da lua:

Mares lunares

São as zonas mais escuras da superfície lunar e são constituídas por basalto. Existem predominantemente na zona visível da terra e são mais recentes que os continentes lunares, apresentando assim menos crateras de impacto.

Continentes lunares

Estas são as zonas mais claras da superfície lunar, mais acidentadas e são constituídas por anortositos e noritos. Apresentam grande quantidade de crateras de impacto e ocupam a maior parte da superfície lunar.

A lua, um fóssil da Terra

A terra e a lua formaram-se na mesma altura, ou seja, são contemporâneas. E um planeta geologicamente inativo, permitindo obter dados sobre as características da Terra primitiva, da qual não existem vestígios a sua superfície.

Porque que a Terra é um planeta tao especial?

A Terra esta bem localizada no sistema sola, não esta nem muito próxima nem muito afastada do sol, permitindo a existência de água nos três estados. Tem massa suficiente para possuir uma força gravitacional capaz de reter atmosfera. A sua atmosfera contém camada de ozono, que protege os seres vivos da radiação solar, dos meteoritos, etc. Regista uma temperatura amena.

A superfície terrestre

Continentes ocupam 29% da superfície terrestre e os oceanos 71%.

Escudo- é a base dos continentes; tem baixo relevo; é constituído por rochas magmáticas e metamórficas expostas, porem de origem profunda e muito deformadas.

Plataforma estável- zona não aflorada do escudo, coberta por sedimentos (ou seja formada por rochas sedimentares); as sequências não se encontram deformadas.

Montanhas- as cadeias montanhosas são formadas pelo choque de placas; as cadeias mais recentes são mais elevadas que as antigas, devido a não sofrerem de desgaste pelos agentes erosivos; as rochas constituintes apresentam-se muito deformadas e dobradas, apresentando rochas magmáticas recentes.

A intervenção do Homem nos subsistemas terrestres

O homem faz parte da biosfera

 

O Homem é o ser mais protegido do sistema Terra

Aumento efetivo populacional

Aumenta da pressão nos subsistemas

Imagens retiradas de: http://novosinsolitos.blogspot.pt/2012/03/nasa-descobre-indicios-de-agua-gelada.html

http://www.ccvalg.pt/astronomia/sistema_solar/venus.htm

http://pt.wikipedia.org/wiki/Marte_(planeta)

http://hypescience.com/10-fatos-incriveis-sobre-a-lua-2/

Métodos para investigar o interior da Terra

Métodos Diretos

Estudo direto dos materiais e processos geológicos acessíveis.

Métodos Indiretos

Estudo indireto do interior da Terra inacessível ao Homem.

Métodos Diretos

->Observação da superfície visível (afloramentos);
->Exploração de jazidas minerais em minas e escavações;
->Sondagens;
->Magmas e xenólitos;

Métodos Indiretos

->Planetologia
->Astnologia

Métodos geofísicos

A geofísica é a ciência que, através de cálculos matemáticos e físicos, permite inferências acerca das características geológicas do interior da Terra.

Métodos geofísicos que permitem elaborar modelos do interior da Terra:

- Geotermismo
-Geomagnetismo
-Gravimetria
-Densidade
-Sismologia

Meteoritos,asteróides e cometas

Classificação de meteoritos:

Os meteoritos são classificados como :

- Sideritos (ou férreos ou férricos)

- Siderólitos (ou petroférreos ou litoférreos)

- Aerólitos( ou pétreos ou líticos): condritos ou acondritos. Nos meteoritos aerólitos condritos podem ser : ordinários ou carbonáceos;

Meteoritos Sideritos:

- são constituídos por 98% de ligas de Fe-Ni ;

- tem densidade elevada e fortemente magnéticos ;

- não apresentam côndrulos ;

Meteoritos Siderólitos:

- são constituídos por ligas Fe-Ni e silicatos em proporções idênticas ;

- não apresentam côndrulos ;

Meteoritos Aerólitos :

-reduzida percentagem de ligas de Fe-Ni ;

-constituição essencialmente silicatada ;

-se apresentar côndrulos designa-se por condrito;

- se não apresentar côndrulos designa- se por acondrito;

Meteoritos Aerólitos - condritos ordinários:

- são constituídos por olivinas, piroxenas,plagioclases,troilete e ligas de Fe-Ni ;

- apresentam estruturas globulares de olivina;

Meteoritos Aerólitos -condritos carbonáceos :

-são constituídos por olivinas, piroxenas,plagioclases,troilete e ligas de Fe-Ni ;

-apresentam compostos orgânicos e água ;

-são raros pois tem pouca densidade e desintegram -se muito facilmente;

Meteoritos acondritos :

-são semelhantes as rochas da Terra;

-não apresentam côndrulos ;

-apresentam textura homogênea ;

Gênese dos meteoritos

  Ocorre a acreção de fragmentos dos espaço que originam um corpo indiferenciado e neste pode ocorrer a fragmentação criandos o meteoritos condritos ou pode ocorrer o aquecimento e diferenciação e de seguida a fragmentação originando os meteoritos Sideritos , Siderólitos e Acondritos.

Asteróides

-são corpos de pequenas dimensões e irregulares;

-existem muitos destes, mas apenas duas partes desses apresentam diâmetro superior a 100km e são corpos diferenciados ao contrário dos outros.

Cometas

-são corpos de pequenas dimensões , esféricos e existe neles poeiras ,água e gases congelados;

-apresentam órbitas muito excêntricas ;

-podem ter origem na cintura de Kuiper ou na nuvem de Oort;

-em cada passagem pelo Sol vai perdendo o seu material;

-são os corpos mais primitivos do Sistema Solar;

  Quando os cometas passam pelo Sol aquecem e sofrem do vento solar e estruturam-se em três partes: núcleo , cauda de gases e cauda de gás ionizado.