fundamentos de geologia e geoquÍmica · vulcanismo existem dois tipos principais de vulcões que...
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FUNDAMENTOS DE GEOLOGIA E GEOQUÍMICA
PROF. DR. DONIZETI ANTONIO GIUSTI
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ESTRUTURA DA TERRA SISMOLOGIA GEOTERMIA
VULCANISMO
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• Kircher – 1678
(Terra heterogênia em “Mundus Sbterraneus”.
• Kelvin – 1873
(Termodinâmica - Terra com interior magmático e idade de 500 m. a.)
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SISMOLOGIA
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SISMOLOGIA E TERREMOTOS
• Sismos/terremoto = Vibração da Terra produzida pela emissão rápida de energia.
• Ondas Sísmicas = Energia movendo-se em todas direções a partir de um foco.
• Foco= localização do deslizamento inicial da falha; onde se origina o terremoto.
• Epicentro= ponto na superfície da Terra diretamente acima do foco.
Definições
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ONDAS SÍSMICAS:
• Ondas P:
• Onda compressional, ou ¨push-pull¨ dilata-contrai.
• Propagação paralela a direção de aplicação do esforço.
• Move-se através de sólidos e líquidos.
• Ondas S:
• Chamada também de onda cisalhante
• Propagação de movimento perpendicular a direção de aplicação do esforço.
• Move-se através de sólidos somente.
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• Ondas Superficiais (ondas L ou ondas longas).
• Movimento complexo: acima e abaixo e de um lado para outro em sequência;
• A mais lenta das ondas;
• Muito danosas para estruturas e construções.
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• Velocidade: Varia em função das propriedades
físicas das rochas, e das camadas da Terra, nas
quais as ondas estão viajando.
• Velocidade aumenta com a densidade da rocha.
• Velocidade muda quando passa de um material
para outro (aumenta/diminui).
• Líquidos: ondas S não são transmitidas
através dos líquidos; ondas P atravessam.
PROPRIEDADES DAS ONDAS SÍSMICAS
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• Sismômetros:Instrumentos que detectam as ondas sísmicas
• Sismógrafos: Gravam a intensidade, altura e amplitude das ondas.
Medindo os Sismos
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TERREMOTOS
• Surgem devido a movimentos bruscos e repentinos dos blocos tectônicos.
• Fraturas e Falhas
• A maioria ocorre ao longo das margens das placas oceânicas e continentais.
• Propagação de Ondas em todas as direções a partir de um ponto central (foco).
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Tamanho do Terremoto:
Magnitude: Escala Richter
• Mede a energia emitida pelo movimento de falha.
• Relaciona a amplitude máxima da onda S medida do
sismograma.
• Escala Logarítmica; medida quantitativa.
• Para cada um de todos números há um aumento de
31,5 vezes na energia.
Ex. uma passagem de 5 a 7 na Escala Richter = um
aumento de 992 vezes na energia desprendida
Duas maneiras de se medir.
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INTENSIDADE: ESCALA MERCALLI
- Intensidade ou razão para medir um sismo numa localidade em particular (qualitativa)
- Mede o efeito destrutivo Nível I (não sentido) para XII (quase todas edificações
destruidas).
* Intensidade é uma função de:
• Energia liberada pela falha; • Geologia do local; • Substrato da superfície: pode magnificar as ondas
de choque (L), ex. Cidade do México (1985) e São Francisco (1989)
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Danos Causados Pelos Sismos
Subsidência do solo/Colapso - Quedas das construções.
Fogo - Linhas elétricas e de gás quebradas.
Deslizamentos - Ocorrem em áreas acidentadas e montanhosas.
Liquefação/solifluxão - fluxo de água ou de materiais inconsolidados saturados.
Tsunami/maremoto (ondas sísmicas do mar; ”marés") - podem elevar-se até 65 m.
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LOCAIS DE TERREMOTOS - 2005
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Frequência de Ocorrência dos Sismos
Descrição Magnitude Média Anual
Grande 8 ou mais 1 ¹
Maior 7 - 7.9 17 ²
Forte 6 - 6.9 134 ²
Moderado 5 - 5.9 1319 ²
Leve 4 - 4.9 13,000
(estimado)
Menor 3 - 3.9 130,000
(estimado)
Muito Menor 2 - 2.9 1,300,000
(estimado)
¹ Baseado em observações desde 1900.
² Baseado em observações desde 1990.
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Date Location Deaths Magnitude Comments
May 31, 1970 Peru 66,000 7.9 $530,000,000
damage, great rock
slide, floods.
July 27, 1976 China,
Tangshan 255,000
(official) 7.5 Estimated death toll as high
as 655,000.
Sept 19, 1985
Mexico Michoacan
9500 (official)
8.0 Estimated death toll as high as 30,000 Old lake bed magnified shock waves by 500%
2001 Jan 26 India
20,023 7.7 166,836 injured,
600,000 homeless
.
2004 Dec 26 Sumatra 283,106
9.0 Deaths from earthquake and tsunami
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Terremoto na Região da Falha de San Andreas.
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Terremoto: Deslizamento – 30 de Maio de 1970 - Peru
Magnitude: 7.9 Uma grande massa de gelo, lama e rocha
deslizou da face vertical do mais alto pico do Peru, o Nevado Huascaran O movimento de massa alcançou uma velocidade de 280 km/hr Percorreu 11 km horizontalmente em quase 4 minutos numa velocidade média de 165 km/hr. Enterrou casas nas vilas de Yungay e Ranrahirca, Total de mortos foi de 20.000.
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Riscos e Predição de Sismos
* Mapas de perigo sísmico
* Análises de probabilidade baseada em:
- Histórico
- Geologia
- Média de deslizamento das falhas
- Freqüência e magnitude dos Sismos
mais recentes
* Problemas Associados ao Terremoto.
- Deslizamentos
- Tsunami.
- Colapsos de Estruturas.
* Áreas de Risco.
- População a ser deslocada
- Áreas que não podem ser habitadas.
- Alto risco, risco intermediário.
Metodologia
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TSUNAMIS
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GEOTERMIA
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CORRENTES DE CONVECÇÃO
O mecanismo acontece assim: o manto por ser mais quente que as
camadas adjacentes gera um fluxo térmico para propagar essa energia, este
fluxo térmico aquece parte do magma, que aquecido fica menos denso do
que o resto do magma a sua volta, causando a movimentação do magma
quente para cima e assim o magma lateral, frio, desce ocupando o espaço
daquele que ascendeu, gerando a corrente e por fim move as placas
tectônicas.
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CORRENTES DE CONVECÇÃO
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HOTS SPOTS
Os “Hot Spots” são pontos quentes na superfície terrestre que
registram atividade magmática ligadas a porções ascendentes de
material quente e originadas em profundidades diversas do manto
denominado Plumas Mantélicas.
Comparando a velocidade de deslocamento das placas tectônicas
com a velocidade do deslocamento dessas plumas é como se as
plumas fossem fixas, assim quando o magma chega à superfície
deixa rastros sobre as placas, na forma de vulcões, platôs e ilhas
vulcânicas, por exemplo
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HOTS SPOTS
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VULCANISMO
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Vulcões de Erupção Efusiva ou Bloco Vulcânico Simples:
Associados com “Hot Spot” – Formadores das ilhas do Hawaí.
Geram fluxo de lavas normalmente basálticas.
A lava é quente, de baixa viscosidade, flui facilmente tem na
maioria minerais máficos e o escape de gases ocorre de
maneira fácil.
O vulcão é suave, pouco íngreme, sem caráter explosivo e sem
componentes como cone composto e caldeira.
Representam aproximadamente 80% dos vulcões existentes.
Exemplos: Mauna Loa, Kilaeua, Mauna Kea, dentre outros.
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As ilhas que compõe o Hawaí foram formadas pela migração da placa oceânica do Pacífico sobre um desses pontos quentes.
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Vulcões de Erupção Explosiva ou Vulcões Compostos
Associados a Zonas de Subducção (local onde placas tectônica são
consumidas)
Temperatura do magma em torno de 800º C, alta viscosidade, não flui
facilmente, lava de composição ácida (onde a sílica é mais presente), os
gases são aprisionados e a explosão é difícil de ser prevista. Representam
10% dos vulcões existentes.
Formam vulcões compostos, com cones íngremes e com crateras.
Possuem caráter destrutivo.
Geram explosões com bombas aéreas e nuvens compostas por
sedimentos, cinzas, gás superaquecido e poeira, incandescentes e de alta
velocidade. (Fluxo Piroclástico)
Exemplos: Vesúvio, Krakatoa, dentre outros.
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VULCANISMO
Existem dois tipos principais de vulcões que representam 90%
dos existentes. A classificação deles ocorre de acordo com: o
ambiente em que são gerados, o comportamento e natureza da
lava além das estruturas presentes no “corpo” do vulcão.
Distribuição dos principais vulcões existente.
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Localização dos Hot Spots
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TECTÔNICA DE PLACAS
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TECTÔNICA DE PLACAS
O movimento das placas tectônicas determina o
afastamento dos continentes dentre outros
fenômenos terrestres como o local onde ocorrem
terremotos e vulcões.
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A litosfera da Terra é “quebrada” em placa
Astenosfera quente e frágil permite a
movimentação das placas
Placas se movimentam continuamente,
mudando a forma e o tamanho
Movimentação muito lenta – 5 cm/yr
O movimento das placas ocorre devido as
correntes de convecção.
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ESTRUTURA INTERNA
Crosta: composta por silicatos predominantemente, possui em torno de 5 km - 10 km (crosta oceânica) a 25 km – 100 km de espessura (crosta continental).
Núcleo Interno: Composto por ferro e níquel. Possui comportamento sólido e tem diâmetro em torno de 2400 km
Manto: composto por silicatos, possui comportamento plástico e tem espessura aproximada de 2800 km.
Núcleo Externo Composto por ferro e níquel. Possui comportamento líquido e aproximadamente 2300 km de espessura.
A crosta e o manto juntos compõem a
litosfera.
A litosfera é constituída por placas tectônicas
que derivam uma em relação às outras sobre a
astenosfera subjacente (camada parcialmente
fundida do manto).
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