o terremoto da sumatra e o tsunami de 26.12.2004
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O terremoto da Sumatra e o tsunami de 26.12.2004. 5 cm/ano. Placa Indo-Australiana e os terremotos da Sumatra. 15 m / 300 anos. terremotos de 26 e 27/12/2004. NEIC-USGS. 1833 (M9), 1861 (M8,5): tsunami ~10m 1881 (M7,9): tsunami < 1m na Índia - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Universidade de São PauloInstituto de Astronomia, Geofísica e Ciências AtmosféricasDepartamento de Geofísica
O terremoto da SumatraO terremoto da Sumatrae o tsunami de 26.12.2004 e o tsunami de 26.12.2004
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Placa Indo-Australiana e os terremotos da Sumatra
NEIC-USGS terremotos de 26 e 27/12/2004
5 cm/ano
15 m / 300 anos
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(Lay et al., Science, 2005)
1833 (M9), 1861 (M8,5): tsunami ~10m
1881 (M7,9): tsunami < 1m na Índia
Pensava-se que o maior perigo era na parte sul
(parte central da Sumatra)
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“Ninguém que conhecesse a geologia e história do arco de Sumatra/Andaman poderia ter previsto a magnitude
do terremoto e sua complexidade”(Roger Bilham, Science, 2005)
~40 anos ANTES 1 mês APÓS (“réplicas”)
Tensão acumulada na parte rasa da subducção?
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11 maiores terremotos desde 1900 (M>8,5)
Chile 1960 M=9,5
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Liberação de Momento Sísmico = últimos 10 anos
(Lay et al., Science, 2005)
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Terremoto de M 9,0 da Sumatra-Nicobar-Andaman
epicentro = início da ruptura
NEIC-USGS
ruptura no primeiro minuto (M ~8)
~1300km de rupturadeslizamento de
até 15 mdurando ~10 minutos
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Efeito Doppler
Norte
Norte
Sul
onda P, ~1Hz envoltória
Ammon et al., Science, 2005
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Modelo numérico da ruptura(usando 3 min da onda P e 4 min da SH)
Chen Ji,Caltech
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Momento Sísmico (Mo) e Magnitude Mw
L (100-1000km)
W (50-100km)
A
d
Área da ruptura = A = L W
Momento Sísmico Mo = µ A d (N.m)
módulo de rigidez
deslocamento médio na falha
d ~ A1/2
Mo ~ A3/2
Energia ~ A3/2
amplitude sísmica (λ > L) ~ A
Magnitude Mw = 2/3 log Mo - 6,05
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1 min1 min
2 min2 min
3 min3 minModelo de propagação
da ruptura
(Chen Ji, Caltech)
frente de rupturafrente de ruptura
d = 10 m
Mo = 4 x 1022 Nm
Mw = 9,0 (Harvard CMT)
deslocamento na falha
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Relações com a Magnitude
Aumentando-se uma unidade de magnitude (e.g., de 8 a 9):
Área A aumenta 10 x
Mo e Energia sísmica aumentam 30 x
energia ~ ½ ρ g h2 . A
h ~ d
Energia ~ A2 ~ 100 x d
hEnergia do tsunami
A Muito dependente da inclinaçãoe profundidade da falha !!
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Bilham et al., SRL, 2005
Modelo de elevação da superfície, h
d
h
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(Chen Ji, Caltech, January 2005)
Deslocamento do fundo do mar
450 km
até 5 m p/ cima até 11 m na horizontal
2 m p/ baixo
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Primeiras ondaschegam em 16min(ondas P, o somdentro da Terra)
ondas de superfície
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Rayleigh
Onda sísmica propagando-se pela parte sólida da Terra
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ondas de superfície Rayleigh, período 200s
1 mm
2 mm
1 h 2 horas 3 h 4 h 5 h
P
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Ondas Rayleigh, período 200s
1 mm
2 mm
1 h 2 horas 3 h 4 h 5 h
R1
R2
R3
R4
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(Ammon et al., Science, 2005)
Magnitude Mw = 9,1(Mo = 6,5x1022 Nm)
Ondas sísmicas: poucodeslocamento na parte norte!
Evolução da ruptura modelada com ondas P, S, Rayleigh (R1,R2)
epicentrorup
tura
~2,
5 k
m/s
Model II
Model III
períodos de 20s a 2000s )
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(Park et al., Science 2005)
ressonâncias da Terra: modos de oscilação livreEstação Canberra, Australia: 10 dias, comp. vertical
Acoplamento dosmodos Toroidal/
Esferoidal observado pela
1ª. vez em T > 15min
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(Park et al., Science 2005)
Amplitude espectral de vibrações da TerraEstação no Polo Sul
20 min
26 minMw=9,0
Mw=9,1
Mw=9,0 (CMT, Harvard) ondas de até 300sMw=9,1 (Ammon) ondas de até 2000s
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(Park et al., Science 2005; Stein & Okal, Nature 2005)
54 min
Estação SCSN, California
Modo esferoidal de 54 minutos
Mo = 2,6 x 4,0.1022 Mw = 9,3 !
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Bilham et al., SRL, 2005
deslocamento d na falha A causa deformaçãovertical (h) e horizontal (x) na superfície
d
h
h
A
xx
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(Banerjee et al., Science, 2005)
rede permanente de GPSco-sísmico: 5 dias depois – 5 dias antes
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(Banerjee et al., Science, 2005)
Deslocamento medido por GPS também é
grande na parte norte (Andaman) !
GPS: medidas de campo nas Ilhas
Andaman e Nicobar
medido
modelo
deslocamento médio na falha > 5m Mw ~9,2
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Geração do tsunami
NOAA
Movimento da placa da Índia
contato preso por atrito
acúmulo de tensão
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NOAA
Deformação aumenta lentamente durante séculos
tensão aumenta
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o fundo oceânico levanta a coluna de água
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NOAA
excesso de água se espalha em ondas
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geração
propagação
arrebentação
Vel= g h600–800 km/h
Decifrando a Terra, Cap. 3 (baseado em Gonzalez, Sci.Am., 1999)
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Modelo de propagação do
tsunami
(Sataki, NOAA)
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90 minutos após o terremoto
Velocidade e amplitude da onda depende da topografia do fundo oceânico
Banda Aceh,Norte da Sumatra
Sri Lanka,praia Kulatara
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área costeira abaixa, mar avança.
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antes
depois
Banda Aceh,Norte da Sumatra
Imagem Ikonos
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Digital Globe
Praia de Kulatara, SW Sri Lanka antes do tsunami
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Digital Globe
Durante o tsunami, logo após a primeira inundação
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Digital Globe
Praia de Kulatara, SW Sri Lanka antes do tsunami
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Digital Globe
Durante o tsunami, logo após a primeira inundação
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Digital Globe
Mar recuando quase 400 m
água água drenando de drenando de
voltavolta
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Cálculo das amplitudes máximas do tsunami
(NOAA)
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Cuidados em caso de um tsunami(recomendações da NOAA-USA)
• ir para local em terreno alto, e ficar lá.• ir para andares superiores de prédio alto, ou para o telhado.
• subir numa árvore.• pode haver várias ondas durante horas.
• depois do terremoto, respeitar os sinais da natureza e avisos das autoridades.
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Lay et al., Science, 2005
Modelamento das amplitudes do
tsunami indicam deslizamento
adicional, lento, de ~10 m por quase
uma hora (“slow slip”)
Satélite Jason
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(Bilham, Science, 2005)
Na parte norte da falha, sismos posteriores (“réplicas”) começaram ~1 h mais tarde:
Modelo III (Ammon et al.)
Deslocamento lento de ~5 m adicionais na parte norte por uma hora (“terremoto silencioso” !)
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ionosphere
L4=L1-
L2
GPS: ConteúdoTotal de Elétrons(TEC) unit : # electron/m2
Linha de visãoPara remover ionosferaL3=f1
2/(f12-f2
2) L1 - f22/(f1
2-f22) L2
Para isolar ionosferaL4=L1-L2
Sismologia Ionosférica
Heki (2005)
~300km
![Page 45: O terremoto da Sumatra e o tsunami de 26.12.2004](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814473550346895db1074a/html5/thumbnails/45.jpg)
samp
cpn
chmi/cmi
bnkk/kmi
~1.0 km/secsis2sis2
phkt
pdng
samp
cpn
cmi
kmi
~1.0 km/sec
~10 TECU
chmi
bnkk
sis2
phkt
pdng
Heki (2005)
Sismologia Ionosférica
Distúrbio Ionosférico Co-sísmico (CID)
terremoto
![Page 46: O terremoto da Sumatra e o tsunami de 26.12.2004](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814473550346895db1074a/html5/thumbnails/46.jpg)
ionosphere
Onda Acústica(Ionospheric P) Ondas de Gravidade (Ionospheric S)
Onda acústica secundária(Ionospheric Survace Wave)
~ 3.8 km/sec
~ 0.2-0.8 km/sec
~ 1.0 km/sec
Heki (2005)
Sismologia Ionosférica
![Page 47: O terremoto da Sumatra e o tsunami de 26.12.2004](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814473550346895db1074a/html5/thumbnails/47.jpg)
GPS GPS
Sismologia Ionosférica
epicentro
propagação de ondas acústicas: compressões e dilatações
trajetória dos raios acústicos
300k
m
Heki (2005)
![Page 48: O terremoto da Sumatra e o tsunami de 26.12.2004](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814473550346895db1074a/html5/thumbnails/48.jpg)
#1
#2
#3
#4
#5
#6
23
Satellite 13
CalcObs
#1#2 #3#4 #5#6
Modelagem do CID
Fixando ruptura em 2,5 km/s -> intensidade da “fonte”Heki (2005)
![Page 49: O terremoto da Sumatra e o tsunami de 26.12.2004](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814473550346895db1074a/html5/thumbnails/49.jpg)
Lições ???
• Progresso – interdisciplinaridade.
• Fenômenos muito raros, mesmo com probabilidade de ocorrência extremamente baixa, um dia acabam acontecendo...
• Não apenas o mundo é incerto. A incerteza também faz parte da Ciência.
sismologia: sismógrafo + satélite (altimetria, InSAR) + GPS (deformações, co-sísmicas e pós-sísmicas) + Geofísica Espacial !
![Page 50: O terremoto da Sumatra e o tsunami de 26.12.2004](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814473550346895db1074a/html5/thumbnails/50.jpg)
Obrigado !