Características das ondas sísmicas
Um sismo corresponde à vibração dos materiais rochosos que constituem a litosfera, ao serem atravessados por ondas sísmicas. Segundo a teoria do ressalto elástico, as rochas estão sujeitas a tensões (=força exercida por unidade de área) ao longo do tempo.
No momento em que as tensões sofridas ultrapassam a resistência das rochas à deformação elástica, dá-se a sua rutura e a movimentação dos blocos resultantes ao longo de um plano de falha, bem como a libertação súbita da energia acumulada, sob a forma de ondas sísmicas que se propagam em todas as direções. Ao local em profundidade na litosfera onde o sismo teve origem, isto é, onde ocorreu a rutura das rochas e a consequente libertação de energia na forma de ondas sísmicas, chama-se foco ou hipocentro.
As ondas sísmicas podem ser classificadas em dois conjuntos distintos, de acordo com a sua origem e o meio onde se propagam:
- a) Ondas de corpo, ou internas, ou de volume– aquelas que têm origem a partir da energia libertada no foco ou hipocentro do sismo, propagando-se em todas as direções através do interior da Terra. Apresentam baixa amplitude e elevada velocidade de propagação. Existem dois tipos de ondas de corpo distintas:
a.1) Ondas P (Primárias), ou compressivas, ou longitudinais – são ondas de baixa amplitude mas as de maior velocidade de propagação, logo, as que atingem primeiro as estações sismológicas (primárias). A propagação das ondas P faz-se segundo a mesma direção da vibração das partículas atravessadas (ondas longitudinais) originando, na mesma secção atravessada, a sua compressão num momento e a sua distensão no momento seguinte (ondas compressivas). As ondas P propagam-se em todos os meios (sólidos, líquidos e gasosos).
a.2) Ondas S (Secundárias) ou transversais – ondas que apresentam velocidade de propagação inferior às ondas P, motivo pelo qual atingem sempre as estações sismológicas depois destas (secundárias). A direção de propagação da onda é perpendicular à direção da vibração das partículas atravessadas (transversais). Só se propagam nos materiais sólidos.
- b)Ondas superficiais– aquelas que têm origem a partir da interação das ondas de corpo com as camadas superficiais da litosfera propagando-se, apenas, na superfície terrestre ou próximo dela. Apresentam elevada amplitude e baixa velocidade de propagação, o que lhes confere elevado potencial de destruição, uma vez que provocam grandes deslocamentos dos materiais atravessados. Existem dois tipos de ondas de superficiais:
b.1) Ondas R (Rayleigh) – comportam-se como as ondas do mar, provocando a vibração dos materiais rochosos segundo um movimento elíptico, traduzindo-se numa oscilação vertical dos materiais atravessados.
b.2) Ondas L (Love) – apresentam uma forma de propagação semelhante às ondas S, isto é, a propagação da onda faz-se perpendicularmente à direção da vibração dos materiais atravessados, no plano horizontal. Não se propagam nos materiais líquidos, tal como as ondas S.
Pelo facto de existirem ondas sísmicas que se propagam em diferentes planos, horizontal e vertical, são necessários diferentes sismógrafos numa estação sismológica, que registem a propagação dessas diferentes ondas e, por isso, os diferentes deslocamentos dos materiais atravessados. O sismómetro corresponde ao componente do sismógrafo que produz o registo gráfico das vibrações sentidas na estação sismológica. O registo contínuo produzido no papel pelo sismómetro (registo digital, atualmente), que consiste num conjunto de picos com diferentes amplitudes, é designado por sismograma.
Uma vez que as ondas sísmicas se deslocam com diferentes velocidades, isso torna possível individualizar o seu registo no sismograma. Assim, os primeiros picos registados e com menor amplitude, correspondem às ondas P. As ondas S correspondem ao segundo tipo de picos observados no sismograma, apresentando amplitude superior aos das ondas P. Finalmente, os maiores picos, com grande amplitude, destacam-se de todos os anteriores e correspondem à chegada das ondas superficiais, R e L.
Em resumo:
- a libertação de energia no foco sísmico produz ondas sísmicas internas, de corpo ou de volume, que se propagam em todas as direções. Essas correspondem às ondas P e S;
- as ondas P são as que apresentam maior velocidade de propagação sendo, por isso, as primeiras a serem registadas nas estações sismológicas, propagando-se ao longo da mesma direção da vibração das partículas dos materiais que atravessa (ondas longitudinais), provocando a sua compressão e distensão, sucessivamente (ondas compressivas);
- as ondas S propagam-se perpendicularmente à direção de vibração das partículas dos materiais atravessados;
- a interação das ondas internas com a superfície gera as ondas superficiais, R e L, ondas de baixa velocidade de propagação, mas de grande amplitude e, por isso, com elevado poder de destruição.
Temas
Ficha Técnica
- Título: Caracterizar as ondas sísmicas (longitudinais, transversais e superficiais) quanto à origem, forma de propagação, efeitos e registo.
- Área Pedagógica: Geologia
- Tipologia: Explicador
- Autoria: Adão Mendes - Associação Portuguesa de Professores de Biologia e Geologia (APPBG)
- Ano: 2020
- Imagem: Foto de Wilson Malone no Pexels