Sismologia Prática
Prof. George Sand França
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Atividade 1
Movimento de Partícula – Onda P
Objetivos
• Torna-se familiar com a representação tri-dimensional do movimento do
solo.
• Identificar o movimento da onda P.
• Usar o movimento da onda P para defini a direção (back-azimute) do
sismograma para a fonte sísmica.
Background:
Sinais Sísmicos são identificados pela sua sequência temporal de chegadas e
também pelo seu movimento de partícula. A primeira chegada é sempre a onda P,
e seu movimento de partícula em um meio infinito ( Iremos considerar o efeito da
superfície livre mais a frente) é sempre na direção do raio a partir fonte ao
receptor. O movimento é empurrão a partir da fonte ou um puxão para fonte. Se o
primeiro movimento for um empurrão ou puxão depende do movimento da onda P
gerada da fonte e também das mudanças que ocorrem sobre reflexões em limites
(fase pP será discutido mais a frente). Como uma introdução, iremos analisar um
sismograma de três componentes. Não teremos problema com o efeito da
superfície livre, na qual é a razão observada do movimento da vertical com a
horizontal (radial) na superfície livre não é a mesma proporção como por exemplo
o raio incidente na superfície. Se um gráfico do movimento de partícula em
seqüência de gráficos. Por exemplo. N vs E, Z vs E e Z vs N, o o movimento de
particular será geralmente linear. O gráfico N vs E indicará a direção de
propagação da estação sismográfica, ou seja, seu gráfico mostrará uma linha
através da origem. Nesse ponto nos podemos somente dizer que essa direção é a
direção se o grande círculo entre a fonte do sinal e a estação. Pro exemplo se a os
pontos de amplitude são (N,E) = (86,50), (0,0) e (-86,50) então a linha está na
direção de 30 ou 210 graus.
Para resolve a ambiguidade da direção para a fonte do terremoto, usa o
movimento da componente vertical e a regra.:
• Se o movimento move para cima, o movimento da onda P é um empurrão a
partir da fonte.
• Se o movimento move para baixo, o movimento da onda P é um puxão a partir
da fonte.
Então podemos estimar direção a partir da estação sismográfica até a fonte. No
exemplo acima, se o primeiro ponto corresponde a sinal para baixo, o movimento
é negativo, então a fonte está direção N30E da estação.
O que você deve fazer:
Segue um conjunto de três sismogramas do mesmo terremoto. Os sismogramas
são separados pela tempo de chegada da Onda P. As estações sismográficas são
SLM (St. Louis, Missouri), CHTO (Chiang-Mai, Thailand) e TKM2 (Turquestão)
Cada Sismograma consiste de componentes do movimento do solo, por exemplo;
Z - positivo é para cima; N – positivo é Norte e E – positvo é leste. Os
sismogramas são plotados como uma função de tempo absoluto.
Para cada traço;
• Examine os traços e determine o intervalo de amplitude para o primeiro
ciclo da onda P. A onda P será determinada pelo primeiro pico da
componente Z. Para CHTO, a maior amplitude é cerca de 2000.
• Agora, marque os eixos sobre as grades da gráfico da mesma forma.
Também garantir que a escala é a mesma para os eixos y e x. Para CHTO,
cada pixels(tic-mark) representaria 400 contagens. Note que o '+' no centro
da gráfico é a coordenada (0,0). Assim, para cada uma das grelhas CHTO,
etiquetar os tiques do eixo x como -2000, -1600, -1200, -800, -400, 0, 400,
800, 1200, 1600 e 2000. Marque o eixo y da mesma maneira de baixo para
cima. !
• Agora marque a amplitudes do traço. Dada a simples aparência dos traços,
eu marcaria os traços em intervalos de 2 segundos dados pela linhas do
grid
• Para um determinado valor de tempo que você terá 3 números, por
exemplo, em 140 segundos para CHTO, terá os números de 1400, 2000 e
-700 para os traços E, N e Z.
• Plote um par (1400, 2000) como um ponto no gráfico N vs E, e o par
(1400, -700) como um ponto do gráfico Z vs E e o par (2000, -700) par
como um ponto do gráfico Z vs N.
• Execute este procedimento começando na chegada P e continuando cerca
de 40 segundos.
O que você deve fazer:
1. As parcelas partícula de movimento
2. Você deve determinar a direção da fonte de cada estação sismógrafo
Problema para pensar:
Se o seu sismógrafo está em uma mina profunda, e há fontes acima e abaixo do
instrumento, fazer as regras simples dadas acima para determinar a direção da
fonte ainda se aplicam? Você pode dizer se a fonte está acima ou abaixo do
instrumento?