Conhecimento da superfície interna da Terra

A

O conhecimento do interior da Terra confina-se a uma delgada película da sua superfície. Assim sendo, vários têm sido os métodos utilizados para o estudo do interior da Terra, quer diretos, quer indiretos. Destes últimos, sem dúvida nenhuma, o conhecimento atual foi construído em grande parte por meio da sismologia.

De que forma poderá a sismologia contribuir para o estudo do interior da Terra?

Quando ocorre um sismo, grande parte da energia a partir do hipocentro ou foco sísmico propaga-se em todas as direções sob a forma de ondas. Podem distinguir-se dois tipos de ondas: as que se propagam através do interior da Terra (Ondas Internas ou Profundas – P e S) e as que resultam da interferência das ondas internas e se propagam à superfície, decrescendo a sua amplitude rapidamente com a profundidade (Ondas Externas ou Superficiais – Love e Rayleigh)

A1.​Tendo em conta, os diferentes tipos de ondas, refira, justificando, quais as que terão maior interesse para o estudo da estrutura interna da Terra?

B

Para a sismologia interessam essencialmente as ondas internas e é com base na variação das suas velocidades que se obtêm dados referentes ao interior do nosso planeta.

Se a Terra fosse uma esfera homogénea, ou seja, se a composição e as propriedades físicas dos materiais fossem idênticas em qualquer ponto do globo, a velocidade das ondas sísmicas deveria manter-se constante em qualquer direcção sendo, o trajeto das ondas rectilíneo como se observa na figura 1A. Porém, o que parece acontecer na realidade é que quando ocorre um sismo as ondas sísmicas propagam-se segundo a configuração da figura 1B.

Figura 1A Figura 1B

B1.​Observe a figura 1B e explique de que modo as ondas sísmicas se propagam no interior do globo terrestre?

B2.​Que conclusões podem ser retiradas quanto às características dos materiais constituintes da Terra.



C

Como verificou o trajeto de propagação das ondas sísmicas no interior da Terra não é retilíneo mas sim curvilíneo. Tal facto permite inferir que o interior da Terra não é homogéneo, admitindo-se por isso que, as ondas sísmicas atravessam meios com propriedades físicas diferentes.

De acordo com as caraterísticas dos materiais que atravessam, as ondas sísmicas têm diferentes velocidades de propagação e diferentes comportamentos. É na zona limite entre dois materiais distintos que ocorrem alterações mais notórias na velocidade de propagação e direção das ondas. Isto é devido a fenómenos de refração e reflexão semelhantes aos observados com a luz, tal como mostram os esquemas A e B da figura 2.

Figura 2A

Figura 2B

É devido a refrações contínuas que a trajetória das ondas não é retilínea, mas sim arqueada na direção à superfície conforme mostra a figura 3.

Figura 3

C1.​Que caraterísticas dos materiais podem afetar a propagação das ondas sísmicas em profundidade?



D

À medida que caminhamos para o interior da Terra a pressão a que os materiais terrestres estão submetidos aumenta gradualmente, provocando rearranjos dos materiais que determinam um aumento da densidade e da rigidez. A velocidade das ondas sísmicas profundas (P e S) é condicionada pelos fatores evidenciados em cada uma das fórmulas seguintes:

, em que:

V = Velocidade da onda;

r = Módulo da rigidez;

d = Densidade;

k = Incompressibilidade

D1.​A partir da análise das fórmulas o que será de esperar quanto à variação da velocidade das ondas em função da rigidez e da densidade.

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E

À partida a