Editoria: Terremotos

Conhecimento: Entenda como as ondas sísmicas se propagam

As ondas sísmicas são de natureza mecânica e se propagam de forma muito parecida com as ondas sonoras, mas são de frequência muito mais baixas que essas, tipicamente entre 0.001 Hz e 1 Hz. Isso significa que o período dessas ondas é bastante longo, variando entre 1 segundo até 100 segundos de crista a crista.

Da mesma forma que as ondas sonoras, as ondas sísmicas também podem ser refletidas, comprimidas, dilatadas ou atenuadas e quando atravessam meios de densidade diferentes podem sofrer difração, atenuação ou mudarem a velocidade de propagação.


Ondas Sísmicas Básicas
Durante um terremoto diversos tipos de ondas são produzidas, mas duas delas se destacam das demais e são sempre usadas como referência quando o assunto são os tremores de terra: as ondas P e as ondas S.


Ondas P
Após um terremoto, a primeira das ondas sísmicas que são detectadas são as ondas do tipo P, também conhecidas como ondas primárias ou de compressão. Estas ondas são muito velozes e se propagam através dos sólidos e dos líquidos e como seu nome diz, agem comprimindo o meio pelo qual trafegam, conforme mostra a figura abaixo.

A velocidade das ondas P varia com o meio, sendo considerados típicos os valores de 330 m/s no ar, 1450 m/s na água e 5000 m/s no granito. Como as rochas são mais duras à medida que a profundidade aumenta, quanto mais fundo mais rápida será a velocidade de propagação.


Ondas S
As ondas S (shear ou secundárias) são ondas transversais ou de cisalhamento, o que significa que o solo é deslocado no sentido perpendicular em relação à direção de propagação, da mesma forma que o movimento de um chicote. A figura abaixo ajuda a compreender.

As ondas S se propagam mais lentamente que as ondas P, tipicamente 60% mais devagar, mas a energia de seu movimento é várias vezes superior, o que significa que as ondas S causam muito mais danos que as ondas P.

Da mesma forma que as ondas P, as ondas S também se propagam mais rapidamente conforme a profundidade aumenta, mas a relação de aumento ou diminuição da velocidade não é igual para os dois tipos de ondas.


Propagação diferente
Diferente das ondas P, que se propagam tanto nos sólidos como nos líquidos, as ondas S propagam-se apenas através dos sólidos, já que os fluidos não suportam as forças de cisalhamento.

Quando ocorre um terremoto, sismômetros situados até uma distância angular de 105º (11 mil km) conseguem registrar os dois tipos de ondas, mas se essa distância for maior as ondas S não podem mais ser detectadas. Esse fato levou Richard Dixon Oldham a sugerir, em 1906, que a Terra possuía um núcleo líquido, atualmente chamado de núcleo externo.

Fenômeno semelhante ocorre com as ondas do tipo P. Ao passarem de um meio sólido (manto) para um meio líquido (núcleo externo), a abrupta mudança de densidade faz as ondas mudarem de direção, impedindo que os sismógrafos registrem as ondas P entre 104 e 140 graus de distância angular do epicentro, algo entre 11 mil e 19 mil km desde o ponto de ruptura.

O mapa acima mostra o tempo em minutos, que as ondas P levaram para serem detectadas em diversos pontos da Terra após um terremoto hipotético ocorrido no Peru.

A linha escura, mais grossa, indica a distância entre o epicentro e a região da zona de sombra das ondas P, localiza entre 104 e 140 graus de distância do ponto de ruptura. Dentro desse distância as ondas P não são se propagam e não podem ser detectadas.


Descontinuidades
A presença de um núcleo interno sólido só foi sugerida em 1936, após a sismóloga dinamarquesa Inge Lehman reparar que ondas P, que deveriam ser bloqueadas pelo núcleo líquido, também podiam ser detectadas nos sismogramas. Esse fato levou a pesquisadora a sugerir que havia algum tipo de descontinuidade abaixo desse núcleo, que estaria permitindo a reflexão das ondas P. Essa hipótese foi confirmada apenas em 1976 e a zona de interface entre os dois núcleos foi batizada de descontinuidade de Lehman.

Outras regiões de interface são a descontinuidade de Mohorovic (também chamada Moho), que separa a crosta do manto terrestre e a descontinuidade de Gutenberg (ou Wiechert-Gutenberg), que separa o manto do núcleo líquido.

A descontinuidade de Mohorovic varia entre 5 e 10 km nos oceanos e entre 30 e 40 km abaixo dos continentes e é abaixo dela que o magma incandescente se movimenta levando junto a crosta terrestre. É nessa profundidade que ocorre a maioria dos terremotos. Em regiões montanhosas a descontinuidade de Mohorovic pode atingir 60 km de profundidade.

A descontinuidade de Gutemberg se localiza a cerca de 2880 km de profundidade e deste ponto em diante as ondas S deixam de se propagar, pois a partir daí o começa o núcleo líquido.



 
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