A Física das Falhas Geológicas e dos Terremotos

Alexandre Medeiros (PhD, University of Leeds – Professor de Física e Astronomia, UFRPE)

SÉRIE DE TEXTOS: A FÍSICA NO DIA A DIA

AUTOR: Alexandre Medeiros

TÓPICO: ONDAS CIRCULARES E ONDAS PLANAS

TÍTULO DO ARTIGO: A Física das Falhas Geológicas e dos Terremotos 

Em um grande terremoto provocado pelo movimento da crosta terrestre ao longo de uma falha geológica que se estende por centenas de quilômetros, qual a diferença em termos de possíveis danos, entre dois locais situados a diferentes distâncias da referida falha?

Os possíveis danos a serem causados pelo terremoto em algum tipo de estrutura, como uma casa, por exemplo, dependerão em grande medida do tipo dessas estruturas e do tipo de solo através do qual ela se propaga. Portanto, seria mais apropriado falarmos apenas da energia que devido ao terremoto pode atingir locais situados a diferentes distâncias da referida falha geológica, desprezando-se as possíveis características distintas dos solos.

Consideremos, como exemplo, a falha de San Andreas, na Califórnia, conforme mostrada em uma vista aérea na figura abaixo.  No caso da ocorrência de um grande terremoto ao longo desta imensa falha, qual a diferença entre as quantidades de energia que devem atingir pontos como A e B na referida figura, situados a diferentes distâncias da referida falha?

Embora os pontos A e B, considerados na foto aérea, estejam situados respectivamente a aproximadamente 2 km e 6 km da falha de San Andreas; a energia sísmica que pode chegar aos mesmos, devido a um terremoto ao longo da referida falha, é praticamente a mesma.

Mas, por que isso ocorre? Afinal, as ondas não vão se abrindo à proporção em que se afastam da falha? E, deste modo, os pontos mais distantes não receberiam uma menor quantidade de energia por unidade de área?

É aqui que reside a importância da distinção entre ondas circulares e ondas planas. Analisemos, inicialmente, o caso de uma propagação de ondas circulares, como na figura abaixo, originadas em um determinado ponto.

Neste caso, tratam-se das ondas formadas pela queda de uma gota na água; mas, elas são do mesmo tipo daquelas formadas, por exemplo, pela queda de um meteorito na Terra.

Em casos como este, a energia da onda propaga-se circularmente e vai se atenuando com o quadrado da distância em relação ao ponto de impacto e assim sendo, a energia que atinge o ponto B é bem menor que aquela que atinge o ponto A da figura ao lado.

Entretanto, este não é o caso de um terremoto originado pelo deslocamento da crosta terrestre ao longo de uma falha geológica. Um terremoto ao longo de uma falha geológica não se assemelha ao sismo provocado pela queda de um meteorito; o que ocasiona o surgimento de ondas circulares.

No caso do movimento da crista ao longo de uma falha, as ondas geradas são semelhantes àquelas provocadas pela queda de um tronco pesado na água, como ilustrado nas figuras abaixo. São ondas planas, cuja propagação ao largo da falha não vai se abrindo rapidamente, como no caso das ondas circulares.

Assim, a dissipação da energia, neste caso, é consideravelmente menor. Por isso, pontos situados a diferentes distâncias da falha (mas, não muito distantes da mesma) recebem praticamente a mesma quantidade de energia por unidade de área.

Entretanto, para pontos muito afastados da referida falha geológica, ela se comporta como se fosse um ponto e neste caso, à proporção que nos distanciamos da mesma, o efeito destrutivo causado pelo terremoto vai realmente diminuindo, conforme ilustrado na figura abaixo.

PARA CITAR ESTA FONTE: Medeiros, Alexandre. A Física das Falhas Geológicas e dos Terremotos. Física e Astronomia_Alexandre Medeiros, BLOG.
http://alexandremedeirosfisicaastronomia.blogspot.com/2011/11/fisica-das-falhas-geologicas-e-dos.html. Acessado em 25 de Novembro de 2011. (atualizar a data)