Trabalho Final

Trabalho Final

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA BAHIA

QUÍMICA – 8831

COORDENADORIA DE CIÊNCIAS SOCIAIS

GEOGRAFIA

ANGÊLO ANTÔNIO CARVALHO

CAMILA NIRVANA VASCONCELOS

DAYANA RODRIGUES DOS SANTOS

LIZA D’OLIVEIRA SENNA

VULCANISMO E TERREMOTOS

PROFESSOR: MARCELO HENRIQUE

SALVADOR,

MAIO DE 2011

Sumário

  1. Introdução___________________________________________________03

  2. Terremotos __________________________________________________05

  3. Vulcanismo__________________________________________________11

  4. Considerações finais___________________________________________15

  5. Referências__________________________________________________16

Introdução

Imagem 01: Mapa-Múndi

Em 1915 o cientista alemão Alfred Wegner propôs a teoria da Deriva Continental, segundo a qual, há cerca de 600 milhões de anos haveria um único continente que recebeu o nome de Pangea. A partir de 200 milhões de anos esse super-continente teria começado a se dividir em duas partes: Laurásia ao norte e Gondwana ao sul, esses novos continentes continuaram se dividindo até a configuração que conhecemos atualmente. Wegner não explicava sua teoria apenas pelos contornos observados nos mapas, mas principalmente nas evidências fósseis e na correlação entre as estruturas geológicas encontradas nos diversos continentes, porém sua teoria não explicava satisfatoriamente as causas dos movimentos da deriva continental, e assim foi posta de lado pelos cientistas da época.

Desde os anos 60 foram introduzidas novas técnicas para prospecção e rastreamento dos oceanos que permitiram aos cientistas explicar o mecanismo-motor que movimenta os continentes e os fundos dos oceanos. Agora a Deriva Continental passa a fazer parte de uma teoria mais embasada, a Tectônica de Placas. O termo vem do grego teckton, “construtor”, denominando assim os processos pelos quais são construídas as placas continentais e oceânicas.

Essas placas tectônicas se movimentam lentamente, gerando um processo contínuo de esforço e deformação nas grandes massas da rocha. Quando esse esforço supera o limite de resistência da rocha, faz com que ela se rompa liberando parte da energia acumulada que é liberada sob forma de ondas elásticas, chamadas de ondas sísmicas. Essas ondas podem se espalhar em todas as direções, fazendo a terra vibrar intensamente, ocasionando os terremotos.

O movimento destas placas geram tremores, os quais ocasionam grandes ou pequenas ou, até mesmo, quaisquer destruições das estruturas construídas sobre elas conforme a escala de pressão promovida pela convergência de placas. Os terremotos também podem ser causados por falhas geológicas e atividades vulcânicas.

Vulcão é uma abertura ou fenda que existe em algumas partes da crosta terrestre através da qual saem materiais como lavas, cinzas, gases, etc. Os vulcões se formam por causa do movimento das placas tectônicas que compõem a superfície terrestre, normalmente perto de falhas que existem no interior da crosta. Ao se movimentarem as placas se “afastam” ; esse “afastamento” faz o magma aflorar sobre a superfície terrestre.

O magma é um material ígneo (de temperatura elevada) que está no interior da crosta terrestre e que deu origem às rochas eruptivas que se encontram nas camadas da Terra. Quando o magma aflora, recebe o nome de lavas; é o momento em que os vulcões “cospem” os materiais ígneos localizados no centro da Terra. Os vulcões são verdadeiras chaminés que a natureza sabiamente utiliza como uma espécie de “válvula” e escape para liberar as energias acumuladas no interior da Terra, energias exercidas pela movimentação das placas tectônicas.

Os vulcões, na sua maioria, têm forma cônica são chaminés naturais. Mas existem, também, os vulcões com forma de escudo, ou achatada, isto é, são plataformas que lembram grandes “frigideiras” sem alça.

Terremotos

Para entender a tectônica das placas é interessante começarmos falando sobre a estrutura interna do planeta, ele é formado por 5 camadas. A litosfera compreende as rochas da crosta (continental e oceânica) e é formada por placas rígidas e móveis, as placas tectônicas ou litosféricas. Logo abaixo temos a astenosfera, que faz parte do manto superior e é constituída por rochas parcialmente fundidas. Ao contrário da litosfera, é uma camada menos rígida e com temperaturas mais elevadas. Essas características dão mobilidade ás placas da litosfera.Manto Inferior é a continuação da astenosfera em direção ao centro de globo, estendendo-se desde 400 km até cerca de 2.900 km. Núcleo externo líquido está constituído predominantemente por ferro liquefeito em movimento, produzindo o campo magnético terrestre. Núcleo interno sólido, também constituído por ferro, é o centro da Terra, uma esfera com aproximadamente 1.250 km de raio.

A crosta terrestre é dividida em doze grandes placas tectônicas que movem sobre o magma. O nosso planeta está em constante mudança desde quando surgiu. Algumas mudanças podem demorar milhões de anos, e em alguns casos, são radicais e podem acontecer após a atuação das forças monumentais que duram apenas alguns segundos, como acontecem com as áreas atingidas por terremotos.

No século XVI, quando foram feitos os primeiros mapas–múndi com relativa precisão, observou-se a coincidência entre os contornos da costa leste sul-americana e da costa oeste africana. Começaram então as suposições de que os continentes não estiveram sempre nas posições conhecidas na época. Em 1912 o meteorologista alemão Alfred Lothar Wegner apresentou uma tese cientifica que ficou conhecida como teoria da deriva continental. Esse cientista propôs que há cerca de 600milhões de anos existia apenas um super-continente, a Pangeia (que significa “toda Terra”), e que a cerca de 200 milhões de anos este grande bloco teria começado a se fragmentar.

Alexander Du Toit, professor de geologia na Universidade de Johnnesburg, considerou que a Pangeia dividiu-se primeiramente em dois grandes continentes, a Laurásia, no Hemisfério Norte, e a Gonduana, no Hemisfério Sul, que continuaram a fragmentar-se originando os continentes atuais. Wegner não se baseou apenas na semelhança entre os contornos das costas atlânticas sul-américa e africana, para defender sua teoria ele se ateve as semelhanças entre os tipos de rochas e de fósseis de plantas e animais encontrados nos dois continentes, separados por milhares de quilômetros. Mais tarde, Hary Hess desenvolve a teoria da Deriva Continental e cria a teoria da tectônica das placas. A exploração de petróleo em alto-mar, em 1960, e a determinação da idade de algumas rochas retiradas do fundo do mar ajudaram a constatar a expansão do assoalho oceânico, confirmando a teoria da deriva continental e da tectônica de placas.

Essas placas tectônicas se movimentam lentamente, gerando um processo contínuo de esforço e deformação nas grandes massas da rocha. Quando esse esforço supera o limite de resistência da rocha, faz com que ela se rompa liberando parte da energia acumulada que é liberada sob forma de ondas elásticas, chamadas de ondas sísmicas. Essas ondas podem se espalhar em todas as direções, fazendo a terra vibrar intensamente, ocasionando os terremotos.

Há três tipos de movimento que provocam essa liberação de energia:

  • O convergente: Quando as placas se aproximam sendo que há subducção, ou seja, uma delas imerge (por ser mais densa) sob a placa menos densa. A Placa de Nazca (porção do Oceano Pacífico a oeste da América do Sul) e a Placa Sul Americana, se deslocam em sentido convergente colidindo uma com a outra. O resultado é a elevação da Cordilheira dos Andes ao longo de todo o contorno ocidental do continente sul americano. A zona que imerge é destruída no manto.

  • O divergente: Quando as placas se afastam. Nesse deslocamento, além dos tremores devido à ruptura da ligação entre as placas, o material fundido da astenosfera sobe por fraturas e fendas na zona de rompimento entre as placas, derramando- se na superfície na forma de lava basáltica. Esse derrame de lava se dá em ambos os lados da linha divisória entre as placas, formando ilhas e um novo assoalho oceânico na medida em que as placas vão se afastando, e gerando estruturas em relevo, ao longo dessa linha, chamadas de dorsais mesoceânicas, como a extensa Dorsal Mesoatlântica, que divide ao meio Oceano Atlântico desde o sul até o norte, separando simetricamente as placas Sul Americana e Africana, e no Hemisfério Norte as placas Norte Americana e Eurasiana.

  • O transformante: Quando as placas deslizam lateralmente entre si, como fazem a placa Norte-americana e a do Pacífico. Não ocorre destruição nem formação de crosta, trata-se de placas conservativas que não produzem grandes alterações de relevo, embora provoquem terremotos.

Terremoto é a liberação instantânea de energia que gera ondas elásticas que se propagam pela Terra. Para ocorrer um terremoto, é necessário existir condições para o acúmulo de esforços nas rochas, com a conseqüente liberação. As ondas sísmicas se propagam por todo o planeta e podem ser detectadas, registradas e analisadas. Assim podemos obter informações sobre a localização precisa do terremoto, a sua profundidade. A energia liberada, o mecanismo gerador do abalo, e o meio que as ondas percorreram para chegar até o sensor que as detectou.

Características de um terremoto:

  • Foco, ou hipocentro: é o local onde ocorreu a liberação de energia;

  • Epicentro: é a projeção vertical do foco na superfície terrestre;

  • Profundidade Focal: é a distância entre o foco e o epicentro (a profundidade do sismo);

  • Distância epicentral: é a distância angular entre o foco e a estação que registro o sismo;

  • Magnitude: é uma medida de energia que foi liberada pelo sismo;

  • Intensidade : é a estimativa dos danos causados pelo sismo.

Os tipos mais importantes de ondas elásticas que são liberadas quando ocorre um terremoto são:

  • Ondas P ou primárias: movimentam as partículas do solo comprimindo-as. A direção do movimento das partículas é paralela à direção de propagação da onda;

Imagem 02: Ondas P

  • Ondas S ou secundárias: movimentam as partículas do solo perpendiculares á direção da propagação da onda.

Imagem 04: Ondas S

As ondas P, geralmente, apresentam velocidade de 6 a Km/s e as ondas S são, aproximadamente, 35% mais lentas que essas. A velocidade das ondas vai variar com as propriedades das rochas (densidade, rigidez, compressibilidade), a razão entre as ondas P e S são praticamente constantes. Isto permite que possamos estimar a distância do local onde ocorreu o sismo.

Ondas sísmicas são registradas por sismógrafos, equipamentos sensíveis que detectam e registram o movimento das partículas do solo em uma determinada direção. Sismógrafos distribuídos em diversos locais do mundo registram os terremotos. Os sismogramas são diferentes para cada tipo de origem do terremoto, assim é possível diferenciar sismos locais, sismos associados a explosões nucleares, sismos causados por atividade vulcânica ou associados a grandes eventos tectônicos. Os terremotos podem ser medidos, isso é possível através dos sismógrafos e de outros equipamentos modernos, a medida usada para avaliar o tremor é a Escala Richter, criada pelo Sismólogo norte-americano Charles Francis Richter, essa escala varia de 0 a 9 graus, correspondente a quantidade de energia expelida.

Intensidade de terremotos na escala Richter:Menos de 3,5 - Geralmente não é sentido, apenas registrado3,5 a 5,4 - Frequentemente é sentido, mas raramente causa estragos5,5 a 6 - No máximo pequenos danos a prédios bem projetados6,1 a 6,9 - Pode causar destruição em áreas de até 100 km7 a 7,9 - Terremoto intenso. Pode causar destruição em grande extensão8 ou mais - Terremoto muito intenso. Pode causar grande destruição

Terremotos podem dar origem a Tsunamis, séries de ondas geradas por grande deslocamento vertical na coluna de água. Em 22 de maio de 1960 um terremoto ocasionou um tsunami que se deslocou por todo o Oceano Pacífico. O número de mortos foi estimado entre 490 e 2290.

Terremotos também podem ser ocasionados pelo homem, um exemplo foi o que ocorreu na porção ocidental da Índia em 1967. Quando uma represa é construída e seu reservatório é cheio com água, a pressão equivalente exercida na terra naquela área muda drasticamente. Quando o nível de água chega ao limite, a pressão no solo aumenta; quando o nível de água abaixa, a pressão também diminui. Essa variação causa um estresse no delicado balanço das placas tectônicas debaixo da superfície, podendo levá-las a se mover.

Outro fator é a própria água. Quando a pressão da água aumenta, mais água penetra no solo, preenchendo rachaduras e fissuras no local. Toda essa pressão da água pode expandir essas rachaduras e criar novas fissuras nas rochas, causando instabilidade no solo. Além disso, conforme a água se aprofunda a água pode agir como lubrificante para as placas rochosas que estão presas apenas pela fricção. Essa lubrificação pode causar o deslizamento dessas placas.

Um em cada 10 terremotos acontece no Japão. É que o país está localizado à beira de uma fossa submarina, com 6 quilômetros de profundidade. Lá, a Placa do Pacífico afunda para o interior do planeta, empurrada para baixo pela Placa da Ásia. O atrito entre as duas placas faz o chão tremer.

Uma vez por ano, em 1º de setembro, os japoneses suspendem o trabalho, mas não descansam. É o Dia da Prevenção, quando a população participa de exercícios que ensinam os procedimentos mais seguros em caso de terremoto. Nos edifícios, os moradores praticam as instruções de evacuação rápida. Nas escolas, os alunos aprendem a se proteger embaixo das mesas quando não há tempo de deixar o prédio. Bombeiros percorrem as aldeias com os “caminhões-terremoto”. Na carroceria, um mecanismo especial simula abalos de 7 graus na Escala Richter.

Nas cidades de maior risco sísmico, os engenheiros construíram prédios especialmente projetados para suportar os piores terremotos. A ligação entre as partes é bem mais firme do que nos prédios normais e a estrutura é toda de aço, que num abalo forte curva mas não quebra, como o concreto. Um modelo desse tipo de arquitetura é o edifício da Transamerica Corporation, em San Francisco. O prédio se comportou bem no terremoto de 1989, quando casas e vias elevadas vieram abaixo.

No Brasil, na madrugada de 30 de novembro de 1986, um tremor de 5,3 graus na Escala Richter colocou em pânico os 23 000 habitantes de João Câmara, no Rio Grande do Norte. Das 4 500 casas da zona urbana, 3 000 ficaram inabitáveis. Só por milagre ninguém morreu. Os sismólogos explicaram o terremoto pela existência, na região, de fissuras geológicas que se agitam de vez em quando. Não foi o primeiro abalo nem o mais forte a se registrar no Brasil. Em 1955, houve um terremoto de 6,6 graus na Serra do Tombador, no Mato Grosso.

A única vítima fatal registrada no Brasil em decorrência de um sismo registrada foi em 2007 na cidade de Itacarambi, Minas Gerais. Uma criança morreu soterrada após um abalo de 4,9 graus na escala Richter.

Vulcanismo.

Os episódios vulcânicos ocorrem desde o início da evolução da Terra e desde 1980 é estudada pela vulcanologia,. Desde então a vulcanologia teve enorme progresso, passando a ser uma ciência interdisciplinar e quantitativa, de grande importância para redução de riscos para populações situadas em regiões vulcânicas. A erupção vulcânica é a liberação de calor interno terrestre acumulado por através dos tempos, principalmente pelo decaimento de elementos radioativos, este fluxo de calor é o componente essencial na dinâmica de criação e destruição da crosta, tem papel essencial desde os primórdios da evolução geológica. Atividades vulcânicas também foram de grande importância na Lua, Marte e Vênus, onde modelaram paulatinamente suas superfícies.

Os vulcões são considerados fontes de observação cientifica da Terra, uma vez que as lavas, as gases e as cinzas fornecem novos conhecimentos de como os minerais são formados e onde recursos geotermais de interesse para a humanidade podem se localizar. A importância do vulcanismo transcende a notória influência que exerce no nosso ecossistema, em que 20% do O2, H2, C, Cl e N2 hoje presentes na biosfera têm esta origem. Sabemos, por exemplo, que há mais de 4 bilhões de anos, liberam enormes quantidades de água, gás carbônico e outros elementos químicos, formando os primeiros oceanos e a nossa atmosfera primitiva.

As rochas vulcânicas originam-se da consolidação das lavas, constituindo porções significativas da crosta terrestre, representadas por montanhas e enormes depósitos rochosos nos continentes e assoalhos oceânicos. As lavas, por outro lado, representam amostragens reais dos materiais das profundezas da Terra, muito embora parte dos elementos voláteis do magma original seja perdida durante o processo de solidificação. Mesmo assim, as lavas podem fornecer informações sobre a composição química e o estado físico do material constituinte do manto superior.

As lavas representam o material rochoso em estado de fusão que extravasa à superfície, ao mesmo momento que o magma. Durante o processo, pode haver adição ou perda de compostos químicos. Os produtos gerados numa erupção podem ser sólidos, líquidos ou gasoso, conforme sintetizado na tabela seguinte:

Tabela 01: produtos da erupção.

Os fragmentos vulcânicos correspondem aos vulcanoclastos e piroclastos. Os primeiros englobam os fragmentos vulcânicos formados pela erosão. Piroclastos refere-se aos materiais lançados na atmosfera por erupções explosivas. Esses produtos recebem o nome de tefra. O material particulado mais fixo é constituído por cinzas e poeira, podendo formar espessos pacotes, em geral nas proximidades do vulcão.

Imagem 05: Erupção de um vulcão

Durante uma erupção ou a partir de sistemas hidrotermais associados a câmaras magmáticas subsuperficiais, os gases e vapores dissolvidos no magma são liberados para a atmosfera. O mais abundante é o vapor de água (70 a 95 %). O transporte de gases na atmosfera se dá em aerossóis-uma solução coloidal em que a fase dispersora é gasosa e a fase dispersa é sólida ou líquida. Os compostos gasosos de S, Cl e F, por sua vez, reagem com a água, originando ácidos nocivos para os olhos, pele e sistema respiratório. Mesmo quando em baixas concentrações, podem destruir a vegetação e corroer metais.

As formas de um vulcão dependem de sua composição química, dos gases, do tipo de lava e também do ambiente superficial do vulcão. No vulcanismo submarino, por exemplo, a alta pressão da água, em profundidade, não permite formação e expansão de vapor, além da água resfriar a lava mais rapidamente que o ar.

O cone é em geral de grande dimensão, com várias dezenas de quiloômetros de base e poucos quilômetros de altura.Seus flancos apresentam declividade muito suave, em decorrência de baixa viscosidade do magma. O vulcão é edificado pela sucessão de derrames de lava de composição basáltica com baixo conteúdo de gases. As erupções ocorrem frequentemente pela cratera ou pelo flanco do vulcão. Comumente, o magma não emerge imediatamente, mas se acumula em câmaras magmaticas subjacentes. O extravasamento é relativamente calmo (quinescente), eventualmente formando lagos de lava brobulhante na cratera ou caldeira, devido as condições físicas da lava.

Vulcões de escudos são encontrados no Havaí. O monte Mauna Loa, apesar de ter sido contruído e alguns milhões de anos apenas, é o mais alto vulcão de nosso planeta, superior ao Everest.Seu topo situa-se a 4 Km acima do nível do mar, sendo que a maior parte do edifício encontra-se submersa.

O que modifica é o mecanismo, assim como alguns vulcões são formados a partir de um cone vulcânico (acúmulo de material piroclástico, normalmente em forma de cone), outros partem de fissuras na terra por onde a lava vai se derramando, abrindo grandes planos e se espalhando pelo chão, sem formar um edifício vulcânico.

O termo cratera vem de krater, termo grego que significa boca larga. É o local pela qual os materiais são expelidos. A chaminé liga a câmara magmática até a cratera. Caldeira é quando ocorre desabamento do edifício vulcânico, portanto, estando associada a fissuras. O diâmetro é variável. Estas costumam ser as erupções mais desastrosas quando o edifício vulcânico desaba e existe água ao redor, pois então o magma, numa temperatura normalmente em torno de 1100oC, entra em contato direto com a água, criando uma espécie de bomba de vapor, formando posteriormente um lago de caldeira, com alguns pedaços de vulcão aparecendo.

O vulcanismo atual concentra-se em rupturas da crosta com atividade sísmica associada. O processo está condicionado ao movimento das placas tectônicas, ou ainda a plumas profundas do manto que ascendem em regiões no interior das placas. Cerca de 60% dos vulcões ativos encontram-se no chamado “Cinturão do Fogo”- uma zona de borda do Oceano Pacífico com terremotos e vulcões jovens. Estes vulcões formam montanhas em áreas continentais e conjuntos de ilhas nos oceanos, como resultado da convergência de placas tectônicas.

As atividades vulcânicas podem ser classificadas como fissurais e centrais em função de sua localização em relação às placas litosféricas e ao tipo de seus produtos, por sua vez, vinculam-se às propriedades da lava e condições do ambiente da erupção. Erupções fissurais são aquelas onde não há formação de um cone vulcânico. A presença de fissuras profundas na crosta permite a ascensão do magma, em geral de composição básica, originado na astenosfera. Enquanto as erupções centrais ocorrem com a formação de edifício vulcânico, que está condicionado à presença de um magma de composição mais félsica. Como produto das explosões, ocorrem grandes volumes de cinzas, púmice, blocos e bombas, além de derrames.

O maior impacto dos gases vulcânicos se dá pela liberação de cinzas e SO2. Este gás transforma-se em ácido sulfúrico pelos raios solares que interagem com o vapor de água da estratosfera para então formar camadas aerossóis. Essas camadas são constituídas também por pequenas partículas e/ou gotículas, com diâmetro inferior a 1 micrômetro (0,001mm), por sal marinho e poeira silicática de origem diversa (marinha, erupções vulcânicas, incêndios florestais, grandes tempestades de poeira, fumaça industrial, etc.). As camadas de aerossóis resistem em suspensão na estratosfera por muito tempo após as partículas de cinza terem se depositado na Terra, uma vez que em altitudes muito elevadas não há nuvens e chuva para uma lavagem mais rápida e efetiva.

Considerações Finais

Os fenômenos tectônicos apresentam grande importância na formação da configuração modelagem da morfologia física do planeta Terra em todo seu processo evolutivo. A configuração da superfície terrestre é o resultado de situações de “equilíbrio dinâmico” ou de “desequilíbrios sustentados”, envolvendo relações de troca, no tempo e espao, entre forças endógenas e exógenas. A construção dos volumes continentais deve-se á atividade tectônica.

Terremotos são impactos fortes entre as placas tectônicas que se chocam tentando se acomodar. No Brasil não há, terremotos, com freqüência, porque as Placas Tectônicas já se acomodaram o que é bem melhor, pois assim não há terremotos apesar de serem registrados temores em 9 estados brasileiros, mas são apenas o reflexo de terremotos ocorridos com epicentro na Bolívia. Já os outros estados como Los Angeles, Califórnia, Japão e outros sofrem muito com estes terremotos que abalam suas cidades. Muitos terremotos foram registrados, para ser mais exato já foram registrados mais de 30 terremotos aterrorizadores, é claro que excluindo os menores que acontecem a quase toda hora.

O vulcanismo gera recursos minerais de origem hidrotermal, como também os bilhões de toneladas de lava e cinza vulcânica que são transformados, ao longo do tempo, em solos muito férteis, por conta da presença de nutrientes como Fe, S, Na e K e ainda outros, como na ilha vulcânica de Java. O aproveitamento de campos geotérmicos ilustra também outra importante contribuição do vulcanismo, ainda mais por ser uma fonte energética inesgotável na escala humana de tempo.

Referências

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