Determinar rápido terremoto

Segunda hora
Determinar rápido o terremoto
• Com a informações dos tempos de chegadas da S-P podemos
calcular a distancia do eventos a partir da expressão:

t S −t P vP
D= v p → R= =1,73
R−1 vs

Como? E por que?
Mecanismos de falhamentos
e esforços tectônicos
●
Os esforços vão se aglomerando ao longo de uma falha, ou região,
durante um período antes de alcançar um nível crítico; quando ocorre o
terremoto.
●
Esforço (stress) – Força por unidade área.
●
Compressão
●
Extensão
●
Deformação (Strain) – Resposta do meio ao esforço. Elástico, Plástico
e Frágil.

Mecanismos de
falhamentos e esforços
tectônicos
Reid (1911) – existem certas zonas preferenciais da crosta onde se
vai acumulando lentamente grandes esforços que são suportados
pelas rochas. Estes esforços ocasionam nas rochas deformações
elásticas cada vez maiores ate que supere a resistência delas
produzindo uma liberação quase instantânea da energia acumulada
através do tempo. O resultado deste mecanismo é a propagação da
energia liberada, em forma de ondas sísmicas e o retorno a um
estado de equilíbrio elástico de uma zona previamente submetida a
esforços, com a presença de uma fratura ou falha geológica.


Teoria do rebote elástico

• Tipos de falhas: τ1 – esforço máximo compressivo

Linha da falha Falha Normal Falha Inversa Falha
Transcorrente


Normal – Taiwan, 1992

Transcorrente - Landers, CA, 1992

Inversa – Armênia, 1988 (Empurrão)

• O mecanismo focal (“bola de praia”) descreve de que forma
ocorre o sismo, possibilitando a determinação dos planos
nodais, a direção do eixo P e T, e a direção do movimento
caso conhecido o plano de falha.

• Através do estudo da polaridade da onda P registrada em
diversas estações, podemos determinar a geometria do plano
de falha.


Estações Empurrão a partir Puxão em direção
do epicentro. ao foco.
sismográficas

Puxão em
direção ao foco

Falha
P = τ 1 esforço máximo compressivo.
T = τ 3  esforço mínimo compressivo
Empurrão a partir
(tracional). do epicentro.


• Representação do plano de falha e seu plano auxiliar.
• Movimento de falha – φ é o azimute da falha, δ é o ângulo de
mergulho da falha, λ é o ângulo de caimento (rake) e AB é o
vetor deslizamento (slip vetor).
• Representação estereográfica na rede de schimdt. O eixo B é
o eixo nulo, P e T eixos de compressão e tração e SV é a
representação do vetor deslizamento.


Inversa

Normal

Transcorrente

Oblíqua


Existe outras técnicas usando a
onda S e relação entre as
amplitudes das ondas P e S.

Onde?
Sismicidade Mundial
Site do programa de comportamento de onda.
http://www.geol.binghamton.edu/faculty/jones/seiswave.readme
http://www.geol.binghamton.edu/faculty/jones/SeismicWavesSetup.exe
Instalar os demais eventos:
Sumatra, 06/12/2004
http://www.geol.binghamton.edu/faculty/jones/2004122600.exe
Tonga, 03/05/2006
http://www.geol.binghamton.edu/faculty/jones/2006050315.exe
Sismicidade
http://www.geol.binghamton.edu/faculty/jones/seisvole.readme
http://
www.geol.binghamton.edu/faculty/jones/SeismicEruptionSetup.exe
Seismic Eruption

Catálogos ou boletins
sísmicos
●
Principais catálogos disponíveis
●
Seismicity of the earth (Gutenberg and Richter,
1954) – Livro
●
ISC – International Seismological Centre
●
NEIC – National Earthquake Information
Center – da USGS
●
EMSC - (European Mediterranean Seismological
Centre)
●
IRIS (usa os dados do NEIC)

Frequência dos Sismos

●
A relação entre a magnitude M e o logaritmo de N (números de
sismos) que ocorre num dada área por unidade de tempo, do tipo
linear.
log N=a+bM
magnitude ano
>8 1
7-7.9 15
6-6.9 134
5-5.9 1.319
4-4.9 13.000
3-3.9 130.000
2-2.9 1.300.000

Sismicidade Mundial
●
A distribuição dos sismos é uma das melhores evidências
dos limites das placas tectônicas.
●
75% da energia liberada com terremotos ocorre ao longo
das estruturas marginas do oceano Pacífico, caracterizando o
“Cinturão de Fogo do Pacífico” – presença de vulcões
coincidentes com o sismo.
●
Padrão de Linha
●
Onde os epicentros se organizam na terra, ao longo de um
fino traço, no fundo dos oceanos seguindo o eixo das dorsais
oceânicas que são as cordilheiras submarinas marcando o
local onde as placas tectônicas são criadas e se afastam
umas das outras (Oceano Atlântico e Pacífico).
●
Limites divergentes - Sismos Rasos

Sismicidade Mundial

Padrão de Linha

Sismicidade Mundial
• Padrão de Faixa –
●
A distribuição dos sismos ao longo das faixas caracteriza o
cinturão Pacífico, Europa, Asia.
●
Regime compressivo, limites convergentes.
●
Rasos, mas também podem atingir profundidades de até
670 km.

Padrão de Faixa

Sismicidade Mundial
• A energia liberada por
●
Terremotos rasos (0−70km) é 75% do total.
●
Terremotos intermediários (70−300km) é 22% do total.
●
Terremotos profundos (300−700km) é 3% do total.
• Entre os terremotos rasos
●
75% da energia liberada é do Cinturão do pacífico
●
23% no Himalaia e
●
2% para o resto do mundo.
●
Padrão de Faixa mostra que algumas região que as
profundidades dos sismos aumentam em direção ao continente.
●
Os sismos se alinham em uma zona inclinada (entre 30º e 60º)
conhecida como Zona de Wadati-Benioff.
●
Revela - uma placa oceânica mergulhando em direção ao manto,
sob outra placa.

Sismicidade Mundial
●
Limites transformantes – observe que na margem oeste da
América do Norte, os sismos são rasos. Esses sismos, a maioria
associado a Falha de San Andreas, limite entre a placa Norte
Americana e do Pacífico, as quais se movimentam lateralmente.
●
95 % da atividade sísmica mundial ocorre no limites das placas.
●
Essa sismicidade é denominada de Sismicidade Interplacas.

Magnitude 7.0 - HAITI
12 de Janeiro de 2010
12 21:53:09 UTC

Antes e depois do terremoto
Palácio Presidencial em
Porto-Príncipe, Haiti

fonte:iris 28

Magnitude 7.0 HAITI
Terça, 12 de Janeiro de 2010 às 21:53:09 UTC

O terremoto ocorreu cerca de 15 km
da parte oeste da capital Porto
Principe.

USGS Shaking
Extreme
Intensity
Violento
Severo
Muito Forte
Forte
Moderado
Leve
Fraco
Não Sentido
Intensidade Mercalli Modificada

fonte:iris 29

Magnitude 7.0 HAITI

Carel Pedre via Twitter

BBC

"Milhares de pessoas podem ter morrido hoje, após
um terremoto atingir a capital do Haiti, deixando
dezenas de milhares de desabrigados e enterrados
sob escombros .... Milhares de pessoas se reuniram
nas praças públicas até tarde da noite, cantando
hinos e chorando, com muitas pessoas gravemente
feridas sentado na rua pedindo por médicos"
The Gazette, U.K.

30

Magnitude 7.0 HAITI

Pós-abalos

USGS

Pós-abalos (amarelo)

Na primeira 11 horas já
existia 32 pós-abalos
maiores que magnitude 4.

Google Earth

31

Magnitude 7.0 HAITI

Terremoto principal e sismicidade

Esse terremoto (estrela) ocorreu limite
de placa transformante entre a placa
Caribenha e a placa Norte Americana.

Como se espera para um terremoto
transformante, a profundidade é rasa
cerca de 10 km.

A profundidade e proximidade da capital
populacional contribuiu para destruição.

Esse forte terremoto foi o de maior
magnitude após 200 anos

USGS

Magnitude 7.0 HAITI

Haiti ocupa a parte Mann
da oeste da ilha
Hispaniola. Em
extensão,
movimento entre a
placa caribenha e
Norte americana é
particionada entre
duas grandes
limites em um
sistema
transcorrente – O
sistema A localização e mecanismo focal de um
Setentrional no terremoto são consistente com o evento
norte do Haiti e tem movimento de falha transcorrente.
Sistema de falha Sobre o sistema de falha Enriquillo-Plantain
Enriquillo-Plantain Garden. Esse sistema tem movimento
Garden. relativo cerca de 7 mm/ano

USGS Centroid
fonte:IRIS Moment Tensor

Magnitude 7.0 HAITI

Jenda
Johnson

Magnitude 8.8 OFFSHORE MAULE, CHILE
Sábado, 27 de Fevereiro de 2010 às 06:34:17 UTC

Terremoto de magnitude 8.8 a 325 quilômetros SW de Santiago, Chile e 115
quilômetros de Concepcion, (segunda maior cidade do Chile).

AP Photo/David Lillo USGS


Este sismo ocorreu na zona
de subducção da placa, em
que a placa oceânica de
Nazca subducta sob a
placa continental Sul-
americana.

A estrela vermelha no mapa
abaixo mostra o epicentro South American Plate
do terremoto, enquanto as
setas mostram a direção do
movimento da placa de
Nazca para a Placa Sul-
Americana.
Nazca Plate
A localização do terremoto
éo limite inicial de
convergência das duas
placas em taxa de cerca de
8 cm/ano.
UNAVCO


O mapa mostra atividade sísmica
histórica perto do epicentro, de 1990
até os dias hoje.

Conforme mostrado na seção
transversal, tremores de terra rasos
(pontos laranja) e aumentar para 300
A
km de profundidade (pontos azuis)
para o leste como a placa de Nazca
mergulha sob a Placa Sul-Americana.
A’

USGS


A costa do Chile tem um
um histórico de grandes
terremotos. Desde 1973,
houve 13 eventos de
magnitude 7,0 ou superior.

O terremoto de 27 de
Fevereiro foi cerca de
230 km ao norte do sismo
de magnitude 9,5 de Maio,
1960 - em todo o mundo o
maior terremoto nos
últimos 200 anos ou mais.

Um esboço da ruptura de
aproximadamente 8,8 este
terremoto e sua relação
com os maiores
terremotos ao longo da
costa do Chile neste
século.


Embora a magnitude seja uma importante
Chile
medida do tamanho de um terremoto,
particularmente para meios de
comunicação. o momento sísmico é uma
medida que representa fisicamente
significativa do tamanho do terremoto.

Momento sísmico é proporcional ao
produto do deslizamento sobre a falha e Haiti
a área da falha que desliza.

Estes mapas "do deslizamento na
superfície da falha” do terremoto
Haitiano de 12 de Janeiro de M7.0 e
terremoto Chileno de M8.8 mostra que,
embora o deslizamento no Chile foi de
apenas cerca de 50% maior, a área de
falha foi imensamente maior. Isso
explica a liberação de energia de
aproximadamente 500 vezes mais no Modelos de falhas finita por Gavin Hayes,
terremoto do Chile do que no terremoto USGS National Earthquake Information
Haiti. Center


Grandes terremotos envolvem
deslocamentos sobre uma superfície de
falha que é progressiva no espaço e no
tempo.

Esse "mapa" do deslizamento de falha
na superfície do terremoto chileno
mostra como a falha se deslocou - do
um ponto inicial (ou foco) cerca de 35
km abaixo da superfície da Terra.

A ruptura teve uma extensão demais de
500 km ao longo da falha e, a partir da
superfície da Terra a profundidades de
mais de 50 km.

As maiores quantidades de ruptura
ocorreu nos primeiros 60 segundos, mas
deslocamentos menores continuou por
até 200 segundos após o início do
terremoto.
Modelamento de falha Finite por Gavin Hayes,
UGS National Earthquake Information Center


Diagrama simplificado da falha de empurrão
durante um terremoto na zona de subducção. O
movimento súbito ao longo da falha desloca
enormes volumes de água do mar a fonte de
tsunami.

USGS
O eixo de tensão (T) reflete a
direção do esforço mínimo
compressivo. O eixo de presão (P)
USGS Centroid Moment Tensor reflete a direção do esforço
Solution máximo compressivo.


Grandes terremotos rasos em zonas de subducção podem produzir tsunamis porque
estes eventos podem deslocar uma grande área do oceano por vários metros. Ao longo da
costa do Chile, a altura do tsunami de ondas chegou à 2,3 metros. Tsunamis podem ter
comprimentos de onda superiores a 100 km e os períodos de dezenas de minutos. Já que
o comprimento de onda é 20 vezes maior do que a profundidade média dos oceanos (4
km), um tsunami se propagar como uma onda de “água rasas" que pode se propagar
através de uma bacia do oceânica com uma perda mínima de energia.

No oceano, um tsunami viaja a
uma velocidade de mais de 700
km/h.

USGS

USGS


Uma grande seqüência tremor de terremoto.

Um terremoto dessa magnitude
certamente vem com diversas réplicas
logo na primeira hora. A taxa de réplicas
diminui rapidamente - a queda é
proporcional ao inverso do tempo do
terremoto principal. Isso significa que o
segundo dia tem cerca de metade do
número de réplicas do primeiro dia do
décimo e tem cerca de 1/10 o número do
primeiro dia. Estes padrões descrevem
apenas o comportamento global de
réplicas, às vezes em reais, número e
localização das réplicas são aleatórios.

IRIS Earthquake Browser (IEB).

Magnitude 9.0 NEAR THE EAST COAST
OF HONSHU, JAPAN
Sexta, 11 de março de 2011 ás 05:46:23 UTC

É o maior terremoto do Japão

Em Tóquio, os prédios balançaram violentamente e as
inundações foram machentes devido a um tsunami.
USGS

Sendai, Miyagi
Prefecture
New York Times

OF HONSHU, JAPAN

Natori, Miyagi prefecture. AP

New York Times

OF HONSHU, JAPAN

CNN relatou "O terremoto sacudiu
prédios e derrubou carros de pontes e
em águas abaixo. Ondas de detritos
fluiu como lava em terra, empurrando
os barcos, casas e reboques para
auto-estradas. "

Além disso, um número de incêndios
eclodiram incluindo um em uma
refinaria de óleo, o qual, neste
momento, está a arder fora de
controle.

Refinaria de Petróleo
Ichihara, Chiba Prefecture
Los Angeles Times

OF HONSHU, JAPAN

Esse evento ocorreu a 130 km leste
de Sendai, Honshu, Japan e 373 km
nordeste de Toquio, Japan.

Images courtesy of the US Geological Survey

OF HONSHU, JAPAN

Extreme
Violento
Severo
Muito Forte
Modified Mercalli Intensity Forte
Moderado
Leve
Fraco
Não Sentido
Intensidade Mercalli Modificada

Image courtesy of the US Geological Survey USGS Estimated shaking Intensity from M 9.0 Earthquake

OF HONSHU, JAPAN
USGS PAGER
Population Exposed to Earthquake Shaking

Em geral, a população nesta região reside
em estruturas que são resistentes.

US Geological Survey

OF HONSHU, JAPAN

É 4 maior evento desde 1900

Chile 1960

Alaska 1964

Sumatra 2004
Russia 1952
Japan 2011
Ecuador 1906
Alaska 1965 Chile 2010

OF HONSHU, JAPAN

Sismicidade

O trerremoto aconteceu
aproximadamente no mesmo local que
ocorreu o terremoto de 7.2 no dia 09
de março

Em exames, o terremoto com maior
magnitude é chamado de Principal;
qualquer evento de menor magnitude
que acontecer antes é denominado pré-
abalo e depois de pós-abalos.


OF HONSHU, JAPAN
Este terremoto foi
resultado de uma falha de
empurrão ao longo de
falha ou próximo do limite
de placa convergente em
que a placa do Pacífico
subducta no Japão.

Este mapa mostra também
a taxa e a direcção do
movimento da placa do
Pacífico com relação à
placa Eurasiana próximo a Japan Trench
trincheira do Japão. A
taxa de convergência no
limite de placa é de cerca
de 8 cm/ano. Esta é uma
taxa de convergência
razoavelmente elevada e
esta zona de subducção é
muito sismicamente ativa.

OF HONSHU, JAPAN


OF HONSHU, JAPAN

Este mapa de deslizamento sobre a superfície de falha do terremoto de Japão de M 9,0
mostra como o deslocamento de falhas se propaga para fora de um ponto inicial (ou foco)
cerca de 24 km abaixo da superfície da Terra. A ruptura mais de 500 km ao longo do
comprimento da falha.

U.S. Geological Survey

OF HONSHU, JAPAN

9 de março - M 7.2 distante 40 km do evento principal
3 eventos M 6 mesmo dia

14 eventos > 6.0 pós abalos na primeiras 6 horas

OF HONSHU, JAPAN

Locations of NOAA’s National Data Buoy Center (NDBC) DART stations comprising the operational network.

Sistemas de monitoramento de tsunami foram estrategicamente posicionadas
próximo regiões com histórico de Tsunami, para assegurar a medição das ondas
que se propagam para as regiões costeiras e para adquirir dados críticos
emprevisão de tempo real.

OF HONSHU, JAPAN

Terremotos raso em
regiões de subducção
geralmente gera
Tsunamis.

Coluna de água .

OF HONSHU, JAPAN

OF HONSHU, JAPAN

Tempo de percurso
do tsunami

Próximo do
terremoto, existe
apenas alguns minutos
para evacuação. Mas
em outras regiões o
sistema de alerta é
possível.

NOAA

New Madrid, Missouri, 1811-1812

●
Serie de eventos, com 4 grandes eventos
●
Total de 1.874 eventos
●
Hipocentros sob uma camada espessa de
sedimento e no Rio Ohio – ( New Madrid - Porta
para o Oeste antes do terremoto )
●
Efeitos na Topografia
●
Dois novos lagos
●
Baixos penhasco e domos formados
●
Cachoeiras


Sismicidade desde 1974


 Area
• Area sentida foi a maior nos US
• Perceber a diferença na progacação da onda – Leste vs Oeste
• Jovens rochas tectonicamente fraturadas na costa oeste impede a
propagação de ondas e fazer com que a energia das ondas cesse
mais rapidamente na regiões antigas, do que rochas homogêneas na
parte central dos EUA

 Magnitudes
• Usando a estimativa de
área sentida → 8 to 8.3
• Estudos de pequenos
eventos que ocorrem hoje
( pós-abalos 1811-1812
eventos) pode mapear as
falhas
• Tremor a falha
Cottonwood Grove,
engatilhou dois eventod
sobre Reelfoot


Magnitudes
●

●
Usando o comprimento da ruptura da
falha estimada com os pós-abalos
mostra uma menor magnitude de
momento → 7.3 to 7.7
●
Bacia sedimentares amplifica; 7.0 to 7.5


 O Futuro
• O terremoto de New Madris
(1811-1812) não teve grandes
danos porque a população da
área era baixa.
• Futuros terremotos irá afeta
a população de St. Louis,
Memphis
• Construções não foram
desenvolvidos para terremotos
• Sedimentos amplifica o
movimento do solo.
• Uma grande área deve ser
afetada

●
O futuro
●
Magnitude >= 7 ocorre a
cada 500 anos
●
Estimativas da USGS é que
90% de probabilidade de um
terremoto de magnitude 6-7
no próximos 50 anos
●
Porque ocorre no meio do
continente → Rift Reelfoot
●
Por que os terremotos seguem padrão linear mesma
deposição de sedimentos por sistema Mississippi River?
Depressão estrutural linear subjacente a região de New
Madrid → Rift Reelfoot
●
Formada 550 milhões de anos atrás e desde cheio de
rochas sedimentares e coberta com sedimentos mais

●
A Pangaea - 200
milhões de anos atrás,
muitas fendas formadas
●
Parte formou o
Oceano Atlântico
●
Parte gerou rifts,
zonas de fraquezas
●
Podem ser reativados
pelo próprio movimento
da placa tectônicas
●
Falhas-Riftes
correlacionam-se com
falhas ativas na
superfície

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