Abalo sísmico e ondas sísmicas

Abalo sísmico e ondas sísmicas. Quando ocorre um terremoto, parte da energia liberada é transformada em calor dentro da terra. Parte da energia é gasta em quebrar e deformar permanentemente as rochas e minerais ao longo da falha. O resto da energia, que é a maior parte da energia, é irradiada do foco do terremoto na forma de ondas sísmicas.

As ondas sísmicas se dividem em duas categorias gerais: ondas do corpo (ondas P e ondas S), que viajam pelo interior da Terra, e ondas de superfície, que viajam apenas na superfície da Terra.

Ondas do corpo

Ondas do corpo viajam pelo interior da terra. Existem dois tipos de ondas do corpo: ondas P e ondas S.

Ondas P

O P nas ondas P significa primário, porque estas são as ondas sísmicas mais rápidas e são as primeiras a serem detectadas quando ocorre um terremoto. As ondas P viajam pelo interior da Terra muitas vezes mais rápido que a velocidade de um avião a jato, levando apenas alguns minutos para atravessar a Terra.

Ondas P são predominantemente ondas compressionais. Quando uma onda P passa, o material comprime na mesma direção em que a onda está se movendo, e depois se estende de volta à sua espessura original uma vez que a onda tenha passado. A velocidade na qual as ondas P viajam através do material é determinada por:

• rigidez – quão fortemente o material resiste a ser dobrado para o lado e é capaz de se endireitar uma vez que a força de cisalhamento passou – quanto mais rígido o material, mais rápido as ondas P
• compressibilidade – quanto o material pode ser comprimido em um volume menor e, em seguida, recuperar seu volume anterior, uma vez que a força de compressão tenha passado; quanto mais compressível o material, mais rápido as ondas P
• densidade – quanta massa o material contém em uma unidade de volume; quanto maior a densidade do material, mais lentas são as ondas P

As animações abaixo mostram as ondas P propagando-se através de um plano (à esquerda) e de uma fonte pontual (à direita).

As ondas P viajam através de líquidos e gases, bem como através de sólidos. Embora líquidos e gases tenham rigidez zero, eles têm compressibilidade, o que lhes permite transmitir ondas P. As ondas sonoras são ondas P movendo-se pelo ar.

Como o manto da terra se torna mais rígido e compressível à medida que a profundidade abaixo da astenosfera aumenta, as ondas P viajam mais rápido à medida que vão mais fundo no manto.

A densidade do manto também aumenta com a profundidade abaixo da astenosfera. A maior densidade reduz a velocidade das ondas sísmicas.

No entanto, os efeitos do aumento da rigidez e compressibilidade no manto profundo são muito maiores do que o efeito do aumento da densidade.

Ondas S

O S nas ondas S significa secundário, porque elas são as ondas sísmicas de segundo mais rápido e o segundo tipo a ser detectado uma vez que um terremoto tenha ocorrido.

Embora as ondas S sejam mais lentas do que as ondas P, elas ainda viajam rapidamente, mais da metade da velocidade das ondas P, movendo-se a milhares de quilômetros por hora através da crosta terrestre e do manto.

As ondas S são ondas de cisalhamento (embora isso não seja o significado de S). Eles se movem pela flexão do material ou deformam-se lateralmente (cisalhamento) a partir da direção do deslocamento da onda, e depois retornam à forma original uma vez que a onda passa. A velocidade com que as ondas S viajam pelo material é determinada apenas por:

• rigidez – quão fortemente o material resiste a ser dobrado para o lado e é capaz de endireitar-se uma vez que a força de cisalhamento passou – quanto mais rígido o material, mais rápido as ondas S
• densidade – quanta massa o material contém em uma unidade de volume – quanto maior a densidade do material, mais lentas são as ondas S

As animações abaixo mostram ondas S se propagando através de um plano (à esquerda) e de uma fonte pontual (à direita):

As ondas S podem viajar apenas através dos sólidos, porque apenas os sólidos têm rigidez. As ondas S não podem viajar através de líquidos ou gases.

Como o manto da terra se torna mais rígido à medida que sua profundidade abaixo da astenosfera aumenta, as ondas S viajam mais rápido à medida que vão mais fundo no manto.

A densidade do manto também aumenta em maior profundidade, o que tem o efeito de reduzir a velocidade das ondas sísmicas, mas o aumento na rigidez é muito maior do que o aumento na densidade, assim as ondas S aceleram à medida que se aprofundam no manto , apesar do aumento da densidade.

Ondas superficiais

Existem dois tipos de ondas de superfície, ondas de Rayleigh e ondas de amor. As ondas de Rayleigh são nomeadas em homenagem a Lord Rayleigh (John Strutt), um aristocrata inglês que, em seu trabalho como cientista e matemático, desenvolveu uma detalhada contabilidade matemática do tipo de onda de superfície que leva seu nome.

As ondas de Rayleigh são ativadas pelo efeito combinado das ondas P e S na superfície da Terra. As ondas de Rayleigh são às vezes chamadas de ondas rolantes.

Nas ondas de Rayleigh, a superfície da Terra sobe e desce em cristas e depressões, semelhantes às ondas na superfície da água.

As pessoas que estão ao ar livre durante um grande terremoto comumente vêem as ondas de Rayleigh se movendo pela superfície da Terra, e podem sentir o chão subindo e descendo conforme as ondas passam abaixo delas.

As ondas de amor, às vezes chamadas de ondas L, têm o nome de Augustus Love, um matemático e físico inglês que primeiro as modelou matematicamente.

Ondas de amor envolvem a superfície cortando para o lado e depois retornando à sua forma original à medida que cada onda passa.

Todas as ondas de superfície viajam mais lentamente que as ondas do corpo e as ondas de Rayleigh são mais lentas que as ondas do Amor.

Sismicidade e Previsão do Terremoto