Ondas P&S

As ondas sísmicas são causadas pela energia que é libertada quando as rochas se fraturam sob a ação de forças deformantes.   

Existem quatro tipos de ondas sísmicas, divididos em duas categorias: ondas de volume e ondas superficiais.   

Ondas de volume   

As ondas P são as ondas sísmicas mais rápidas e conseguem atravessar qualquer material — sólido, líquido ou gasoso.   

São ondas de som (ou acústicas), também conhecidas como ondas de compressão, visto que as rochas se comprimem e distendem repetidamente, antes de, após a passagem da onda, voltarem à forma original.   

As ondas S são mais lentas do que as P, mas ainda assim mais rápidas do que as ondas superficiais.   

Não conseguem atravessar líquidos nem gases, pelo que não podem atravessar o núcleo externo da Terra, que é feito de metal fundido.   

Ondas superficiais   

As ondas de Rayleigh e de Love propagam-se paralelamente ao solo.   

São menos rápidas do que as ondas de volume, mas perdem energia mais devagar.   

As ondas de Rayleigh têm um movimento elíptico vertical e são tipicamente descritas como um movimento de balanço semelhante ao das ondas que sentimos num barco.   

As ondas de Love resultam de uma interação entre ondas S, movendo o solo lateralmente, num plano horizontal, sem causar qualquer movimento vertical.

Sabia que...?

As ondas mais destrutivas são as ondas SH, o tipo de onda S que vibra o solo horizontalmente, fazendo com que os edifícios oscilem e as pessoas percam o equilíbrio.

Em 1939, Jeffreys estabeleceu as tabelas de tempo de viagem das fases sísmicas mais importantes que conhecemos, sendo a margem de erro destas, ainda hoje, de apenas 0,2 %. 

Em sismos muito grandes, as ondas superficiais que chegam a uma estação percorrem a Terra ao longo de direções opostas, dando a volta ao mundo várias vezes.

Muitas escolas pelo munto inteiro usam sismómetros para registar sismos de forma permanente. 

Esboço do trajeto do raio (setas compridas), do movimento de partículas (setas curtas) e da frente de onda (plano retangular) associados às ondas de volume P e S (setas azuis) e às ondas superficiais (setas vermelhas). O movimento de partículas das ondas S pode ocorrer no plano horizontal (SH) ou no plano vertical (SV). O movimento de partículas S será uma combinação dos dois.

Esboço do trajeto do raio, do movimento de partículas e da frente de onda associados às ondas de volume P e S (setas azuis) e às ondas superficiais (setas vermelhas). As ondas superficiais propagam-se paralelamente à superfície, enquanto as ondas de volume se propagam ao longo de raios curvos através do interior de uma Terra heterogénea, ilustrada pelas cores vermelha e azul. Os traços mostram a localização de duas descontinuidades no manto terrestre.

Sabia que, em 1939, Jeffreys estabeleceu as tabelas de tempo de viagem das fases sísmicas mais importantes, que dizem quanto tempo cada onda sísmica leva a percorrer uma dada distância, e que a margem de erro destas, ainda hoje, é de apenas 0,2 %? A figura mostra uma versão recente e mais abrangente das curvas de tempo de viagem de Jeffreys. A variedade de ondas sísmicas é uma consequência da reflexão e refração, no interior da Terra, das ondas de volume nas principais interfaces.

Observamos uma variedade de ondas sísmicas no nosso planeta porque as ondas de volume que percorrem o interior da Terra sofrem reflexão e refração nas principais interfaces. As letras maiúsculas identificam o tipo de onda e a camada em que cada raio se desloca: P, S, K, I, J. As letras minúsculas indicam reflexões: c, i.

Os sismogramas são registos dos movimentos do solo causados por um sismo. Quando estamos muito próximos dos sismos, o sismómetro (acelerómetro) regista as ondas geradas de forma progressiva a partir de toda a falha. Geralmente, é impossível identificar de forma clara onde começam as ondas S. As ondas superficiais não são visíveis.

Nos eventos menores, a uma curta distância da fonte, é possível identificar de forma clara as ondas P e S no sismograma. As ondas superficiais podem ou não estar presentes.

A grande distância de sismos grandes, os sismogramas são complexos, podendo muitas ondas sísmicas ser identificadas devido à estrutura heterogénea da Terra, o que leva a reflexões e/ou refrações. Nos sismos pouco profundos, a grande distância da fonte, as ondas de maior amplitude (e maior período) são as ondas superficiais.

Em sismos muito grandes, as ondas superficiais que chegam a uma estação percorrem a Terra ao longo de direções opostas, dando a volta ao mundo várias vezes. A grande distância dos sismos, as ondas superficiais têm a maior amplitude.

LOCAIS A VISITAR

BIBLIOGRAFIA

Grotzinger, J. & Jordan, T. H. (2020). Understanding Earth, 8th ed. MacMillan.

Stein, S. & Wysession, M. (2009). An introduction to seismology, earthquakes, and Earth structure. John Wiley & Sons.

Instituto Dom Luiz