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O terremoto da Sumatra e o tsunami de 26.12.2004

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

chad
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O terremoto da Sumatra e o tsunami de 26.12.2004

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Presentation Transcript

  1. O terremoto da Sumatrae o tsunami de 26.12.2004

  2. 5 cm/ano Placa Indo-Australiana e os terremotos da Sumatra 15 m / 300 anos terremotos de 26 e 27/12/2004 NEIC-USGS

  3. 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) (Lay et al., Science, 2005)

  4. “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?

  5. Chile 1960 M=9,5 11 maiores terremotos desde 1900 (M>8,5)

  6. Liberação de Momento Sísmico = últimos 10 anos (Lay et al., Science, 2005)

  7. ruptura no primeiro minuto (M ~8) epicentro = início da ruptura Terremoto de M 9,0 da Sumatra-Nicobar-Andaman ~1300km de ruptura deslizamento de até 15 m durando ~10 minutos NEIC-USGS

  8. Efeito Doppler onda P, ~1Hz envoltória Norte Sul Norte Ammon et al., Science, 2005

  9. Modelo numérico da ruptura (usando 3 min da onda P e 4 min da SH) Chen Ji, Caltech

  10. Momento Sísmico (Mo) e Magnitude Mw Área da ruptura = A = L W Momento Sísmico Mo = µ Ad (N.m) L(100-1000km) módulo de rigidez d 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 A W(50-100km)

  11. 3 min 2 min 1 min Modelo de propagação da ruptura frente de ruptura deslocamento na falha d= 10 m Mo = 4 x 1022 Nm Mw = 9,0 (Harvard CMT) (Chen Ji, Caltech)

  12. Energia do tsunami h d A 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 Muito dependente da inclinação e profundidade da falha !!

  13. Modelo de elevação da superfície, h h d Bilham et al., SRL, 2005

  14. até 11 m na horizontal até 5 m p/ cima 2 m p/ baixo Deslocamento do fundo do mar 450 km (Chen Ji, Caltech, January 2005)

  15. ondas de superfície Primeiras ondas chegam em 16min (ondas P, o som dentro da Terra)

  16. Rayleigh Onda sísmica propagando-se pela parte sólida da Terra

  17. ondas de superfície Rayleigh, período 200s 2 mm 1 mm P 1 h 2 horas 3 h 4 h 5 h

  18. R1 R2 R3 Ondas Rayleigh, período 200s 2 mm 1 mm R4 1 h 2 horas 3 h 4 h 5 h

  19. Evolução da ruptura modelada com ondas P, S, Rayleigh (R1,R2) períodos de 20s a 2000s ) Model III Magnitude Mw = 9,1 (Mo = 6,5x1022 Nm) Ondas sísmicas: pouco deslocamento na parte norte! ruptura ~2,5 km/s epicentro Model II (Ammon et al., Science, 2005)

  20. ressonâncias da Terra: modos de oscilação livre Estação Canberra, Australia: 10 dias, comp. vertical Acoplamento dos modos Toroidal/ Esferoidal observado pela 1ª. vez em T > 15min (Park et al., Science 2005)

  21. Amplitude espectral de vibrações da Terra Estação no Polo Sul 20 min Mw=9,1 26 min Mw=9,0 Mw=9,0 (CMT, Harvard) ondas de até 300s Mw=9,1 (Ammon) ondas de até 2000s (Park et al., Science 2005)

  22. Modo esferoidal de 54 minutos 54 min Estação SCSN, California Mo = 2,6 x 4,0.1022 Mw = 9,3 ! (Park et al., Science 2005; Stein & Okal, Nature 2005)

  23. deslocamento d na falha A causa deformação vertical (h) e horizontal (x) na superfície h h x x d A Bilham et al., SRL, 2005

  24. rede permanente de GPS co-sísmico: 5 dias depois – 5 dias antes (Banerjee et al., Science, 2005)

  25. GPS: medidas de campo nas Ilhas Andaman e Nicobar modelo Deslocamento medido por GPS também é grande na parte norte (Andaman) ! modelo medido deslocamento médio na falha > 5m Mw ~9,2 (Banerjee et al., Science, 2005)

  26. contato preso por atrito acúmulo de tensão Movimento da placa da Índia Geração do tsunami NOAA

  27. tensão aumenta Deformação aumenta lentamente durante séculos NOAA

  28. o fundo oceânico levanta a coluna de água

  29. excesso de água se espalha em ondas NOAA

  30. geração Vel= g h arrebentação propagação 600–800 km/h Decifrando a Terra, Cap. 3 (baseado em Gonzalez, Sci.Am., 1999)

  31. Modelo de propagação do tsunami (Sataki, NOAA)

  32. Banda Aceh, Norte da Sumatra Sri Lanka, praia Kulatara 90 minutos após o terremoto Velocidade e amplitude da onda depende da topografia do fundo oceânico

  33. área costeira abaixa, mar avança.

  34. Banda Aceh, Norte da Sumatra depois antes Imagem Ikonos

  35. Praia de Kulatara, SW Sri Lanka antes do tsunami Digital Globe

  36. Durante o tsunami, logo após a primeira inundação Digital Globe

  37. Praia de Kulatara, SW Sri Lanka antes do tsunami Digital Globe

  38. Durante o tsunami, logo após a primeira inundação Digital Globe

  39. Mar recuando quase 400 m água drenando de volta Digital Globe

  40. Cálculo das amplitudes máximas do tsunami (NOAA)

  41. Cuidados em caso de um tsunami(recomendações da NOAA-USA) • depois do terremoto, respeitar os sinais da natureza e avisos das autoridades. • 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.

  42. Satélite Jason Modelamento das amplitudes do tsunami indicam deslizamento adicional, lento, de ~10 m por quase uma hora (“slow slip”) Lay et al., Science, 2005

  43. Na parte norte da falha, sismos posteriores (“réplicas”) começaram ~1 h mais tarde: Deslocamento lento de ~5 m adicionais na parte norte por uma hora (“terremoto silencioso” !) Modelo III (Ammon et al.) (Bilham, Science, 2005)

  44. Sismologia Ionosférica GPS: ConteúdoTotal de Elétrons (TEC) unit : # electron/m2 ionosphere ~300km L4=L1-L2 Linha de visão Para remover ionosfera L3=f12/(f12-f22) L1 - f22/(f12-f22) L2 Para isolar ionosfera L4=L1-L2 Heki (2005)

  45. chmi/cmi ~1.0 km/sec sis2 bnkk/kmi cpn phkt samp pdng Sismologia Ionosférica Distúrbio Ionosférico Co-sísmico (CID) pdng ~10 TECU samp phkt cpn kmi bnkk sis2 chmi ~1.0 km/sec cmi terremoto Heki (2005)

  46. Sismologia Ionosférica ionosphere ~ 1.0 km/sec Onda Acústica (Ionospheric P) Ondas de Gravidade (Ionospheric S) ~ 0.2-0.8 km/sec Onda acústica secundária (Ionospheric Survace Wave) ~3.8 km/sec Heki (2005)

  47. GPS GPS Sismologia Ionosférica trajetória dos raios acústicos 300km epicentro propagação de ondas acústicas: compressões e dilatações Heki (2005)

  48. #6 Obs Calc 23 #6 #5 #5 #4 #3 #2 #1 #4 Satellite 13 #3 #2 #1 Modelagem do CID Fixando ruptura em 2,5 km/s -> intensidade da “fonte” Heki (2005)

  49. Lições ??? • Fenômenos muito raros, mesmo com probabilidade de ocorrência extremamente baixa, um dia acabam acontecendo... • Progresso – interdisciplinaridade. • 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 !

  50. Obrigado !

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