Efeito potencial dos sismos em função da magnitude
AEscala Richter, também conhecida comoescala de magnitude local ou , é umaescala logarítmica arbitrária,de base 10, foi utilizada para quantificar amagnitude de umsismo, desenvolvida nosanos 1930, a maioria das autoridades sismológicas agora usa outras escalas semelhantes, como aescala de magnitude do momento para relatar magnitudes de terremotos, mas grande parte da mídia ainda se refere a elas como magnitudes "Richter".[1]
A escala Richter foi construída calculando o logaritmo daamplitude horizontal combinada (amplitude sísmica) do maior deslocamento a partir do zero num tipo particular desismógrafo de torção, osismógrafo de Wood-Anderson.
Para acomodar a enorme variação na quantidade deenergia que se liberta em sismos de magnitude diferente, a escala de Richter, tal como aescala de magnitude estelar usada emastronomia para descrever o brilho dasestrelas e de outros objectos celestes, recorre a umaescala logarítmica, no caso de base 10.
O logaritmo incorporado na escala faz com que os valores atribuídos a cada nível aumentem de forma logarítmica, e não de forma linear, evitando os grandes valores que daí resultariam. Em consequência, um sismo a que seja atribuída magnitude 5,0 na escala de Richter tem uma amplitude sísmica 10 vezes maior do que um de magnitude 4,0. Como corolário, uma diferença de três pontos na escala corresponde a um aumento de 1 000 vezes na amplitude do sismo.
Magnitude, efeitos e frequência de ocorrência dos eventos
Geralmente não sentido, apenas detectado/registado por sismógrafos.
~1 000 por dia
Pequeno
3,0-3,9
Frequentemente sentido, mas raramente causa danos.
~49 000 por ano
Ligeiro
4,0-4,9
Tremor notório de objectos no interior de habitações, ruídos de choque entre objectos. Sismo significativo, mas com danos importantes improváveis.
~6 200 por ano
Moderado
5,0-5,9
Pode causar danos importantes em edifícios mal concebidos e em zonas restritas. Provoca apenas danos ligeiros em edifícios bem construídos.
800 por ano
Forte
6,0-6,9
Pode ser destruidor em áreas habitadas num raio de até 160 quilómetros em torno do epicentro.
120 por ano
Grande
7,0-7,9
Pode provocar danos graves em zonas vastas.
18 por ano
Importante
8,0-8,9
Pode causar danos sérios num raio de várias centenas de quilómetros em torno do epicentro.
1 por ano
Excepcional
9,0-9,9
Devasta zonas num raio de milhares de quilómetros em torno do epicentro.
1 em cada 20 anos
Extremo
>10,0
Desconhecido. Na história conhecida nunca foi registado um sismo desta magnitude.
Extremamente raro (desconhecido).
Reprodução de umsismograma tendo assinalados os parâmetros utilizados para calcular a magnitude na escala de Richter: (1) asondasP registam-se antes das ondasS, sendo otempo transcorrido entre ambos instantesΔt; e (2) o valor da amplitude máxima (A) das ondasS. Estes dois valores foram utilizados porCharles Francis Richter para calcular a magnitude do sismo.
Richter reportou inicialmente valores com uma precisão de um quarto de unidade, mas mais tarde passou a utilizar uma escala decimal contínua, com aprecisão de uma décima.
Sendo uma escala baseada no rácio entre um valor base e o valor medido, Richter escolheu arbitrariamente como tremor de magnitude 0,0 um sismo que produziria um deslocamento horizontal máximo de 1 μm num sismograma traçado por um sismógrafo de torção Wood-Anderson localizado a 100 km de distância doepicentro. Esta opção visava prevenir a atribuição de magnitudes negativas. Contudo, a escala de Richter não tinha limite máximo ou mínimo, e actualmente os sismógrafos modernos, mais sensíveis que os existente à época, com frequência detectam movimentos que naquela escala teriam magnitudes negativas.
A escala foi inicialmente destinada a estudar apenas os sismos com origem numa área específica do sul da Califórnia cujos sismogramas eram recolhidos porsismógrafos detorção do tipoWood-Anderson.
Utilizando valores facilmente medidos sobre o registo gráfico do sismógrafo (ver figura), o valor é calculado usando a seguinte equação:onde:
= tempo, emsegundos, desde o início do trem deondasP (primárias) até à chegada das ondasS (secundárias).
= magnitude arbitrária, mas constante, aplicável a sismos que libertem a mesma quantidade de energia.
A libertação deenergia durante um sismo, que se correlaciona directamente com o seu poder destrutivo, corresponde à potência3⁄2 da amplitude sísmica. Portanto, a diferença em magnitude de 1,0 é equivalente à multiplicação por um factor de 31,6 () na energia libertada pelo sismo. Pela mesma lógica, uma diferença em magnitude de 2,0 é equivalente à multiplicação por um factor de 1 000 () na quantidade de energia libertada.[2]
Devido às limitações do sismómetro de torção Wood-Anderson usado para desenvolver a escala, a magnitude originalML não pode ser calculada para tremores maiores que= 6,8. Vários investigadores propuseram extensões à escala de magnitude local, sendo as mais populares a magnitude de ondas superficiaisMS e amagnitude das ondas de corpoMb.
Em consequência dessa limitação, o sistema de vigilânciasismológica internacional usa esta escala apenas para determinar a energia libertada por sismos de magnitude entre 2,0 e 6,9, comhipocentros a profundidades de 0 a 400 quilómetros. Quando um sismo tenha magnitude superior a 6,9, a escala de Richter deixa de ser aplicável, sendo nesses casos a magnitude avaliada utilizando aescala sismológica de magnitude de momento ().
Apesar de ter gozado de ampla divulgação e uso, a escala sismológica de Richter apresenta múltiplas dificuldades na sua aplicação generalizada, o que tem levado à sua progressiva obsolescência face a novas escalas desenvolvidas sobre parâmetros físicos directamente mensuráveis.
O maior problema com a magnitude localML ou de Richter radica-se na dificuldade em estabelecer uma relação com as características físicas na origem do sismo. Para além disso, existe um efeito de saturação para magnitudes próximas de 8,3-8,5, devido àlei de Gutenberg-Richter de distribuição do espectro sísmico que leva a que os métodos tradicionais de avaliação das magnitudes sísmicas (ML,Mb,MS) produzam estimativas de magnitude similares para tremores que claramente são de intensidade diferente.
Nas últimas décadas doséculo XX e inícios doséculo XXI, a maioria dos sismólogos passou a considerar obsoletas as escalas de magnitude tradicionais, sendo estas progressivamente substituídas por uma medida fisicamente mais significativa denominadamomento sísmico, o qual é mais adequado para relacionar os parâmetros físicos, como a dimensão daruptura sísmica e a energia libertada pelo sismo.[3]
Após recolher dados de inúmeras ondas sísmicas geradas por sismos de magnitudes e características muito diferentes com epicentro na Califórnia, criaram um sistema para calcular as magnitudes dessas ondas. Dada a amostra utilizada para a sua criação, inicialmente esta escala estava destinada a medir unicamente os tremores que se produziram naCalifórnia, sendo posteriormente generalizada para uso global.
Inicialmente, a escala de Richter estava graduada de 0,0 a 9,0, já que sismos mais fortes pareciam impossíveis naCalifórnia. Mas teoricamente não existia limite superior ou inferior para a escala, se consideradas outras regiões do mundo. Por isso fala-se actualmente em "escala aberta" de Richter. De acordo com oCentro de Pesquisas Geológicas dos Estados Unidos, aconteceram três terramotos com magnitude maior do que 9,0 na escala Richter desde que a medição começou a ser feita (verLista de sismos).
A primeira escala Richter apontou a magnitude 0,0 para o menor sismo passível de medição pelos instrumentos existentes à época. Actualmente, no entanto, é possível a detecção de tremores menores do que os associados à magnitude 0,0, ocorrendo assim a medição de sismos de magnitude negativa na escala de Richter.
Apesar da sua crescente obsolescência, as magnitudes dos sismos ainda são largamente reportadas na escala de Richter nos meio de comunicação social destinados ao grande público, embora sejam usualmente sejam na realidade dadas magnitudes momentâneas, numericamente quase com o mesmo valor que as Richter.
Na maior parte dos usos a escala de Richter foi substituída pelaescala de magnitude de momento, calibrada para dar valores geralmente similares para sismos de intensidade média (magnitudes entre 3,0 e 7,0). Ao contrário da escala de Richter, a escala de magnitude de momento é construída sobre os princípios propagação dasondas sísmicas e não é saturada nas altas magnitudes.
Um sismo com magnitude inferior a 3,5 na escala de Richter é em geral apenas registado pelos sismógrafos, não sendo sentido. Para magnitudes entre 3,5 e 5,4 já pode ser sentido pelas pessoas e eventualmente produzir danos. Sismos com magnitudes entre 5,5 e 6,0 provocam danos menores em edifícios bem construídos, mas podem causar danos sérios em construções de baixa resistência às vibrações e oscilações.
Os sismos com magnitudes entre 6,1 e 6,9 na escala de Richter podem ser devastadores numa zona de 100 km de raio em torno doepicentro. Os sismos com magnitudes entre 7,0 e 7,9 podem causar sérios danos numa grande área. Os terramotos com magnitudes acima de 8,0 podem provocar grandes danos em regiões localizadas a várias centenas de quilómetros de distância do epicentro.
Sismos de magnitude 9,0 e superior são excepcionais com efeitos pouco conhecidos. O sismo mais intenso registado atingiu o valor de 9,5 e ocorreu em22 de maio de 1960 noChile.
A magnitude é única para cada sismo, enquanto a intensidade das ondas sísmicas diminui em função da distância e das características dasrochas atravessadas pelas ondas e as linhas defalha e outros acidentes tectónicos presentes no seu percurso. Assim, embora cada terramoto tenha uma única magnitude, os seus efeitos variam segundo a distância, as condições dos terrenos e das edificações, entre outros factores.[4]
A tabela abaixo descreve os efeitos típicos dos sismos de diversas magnitudes, próximo do epicentro. Os valores são estimados e devem tomar-se com extrema precaução, já que a intensidade e os efeitos não dependem apenas da magnitude do sismo, mas também da distância ao epicentro, a profundidade do hipocentro, o foco do epicentro e as condições geológicas (alguns terrenos podem amplificar as ondas sísmicas).[5]
A escala de Richter não permite avaliar aintensidade sísmica de um sismo num local determinado e em particular em zonas urbanas. Para tal, utilizam-se escalas de intensidade sísmica, tais como aescala de Mercalli.
Aescala de magnitude de momento (abreviada comoMMS e denotada como), introduzida em1979 por Thomas C. Hanks e Hiroo Kanamori, substituiu a Escala de Richter para avaliar a magnitude dos sismos quanto àenergia libertada.[6] Menos conhecida pelo público, a MMS é, no entanto, a escala usada para estimar as magnitudes de todos os grandes terramotos da actualidade.[7] Assim como a escala de Richter, a MMS é uma escala logarítmica de base 10.
A tabela que se segue lista o equivalente aproximado deenergia, expressa em termos de equivalente de força explosiva deTNT. Note-se, contudo, que a energia sísmica é de libertação subterrânea e não sobre o terreno como ocorre com a maioria das explosões usadas como comparação.[8] A maior parte da energia libertada por um sismo não é transmitida para a superfície do terreno, nem através dessa superfície; pelo contrário, é dissipada nacrusta e nas estruturas subterrâneas que atravessa. Em contraste, a explosão de umabomba atómica (verrendimento das armas nucleares) no ar ou sobre a superfície pouco afectará o subsolo, provocando apenas um temor ligeiro, já que a sua energia será dissipada maioritariamente acima do solo.
Tsar Bomba — a mais potente arma termonuclear jamais testada. A maior parte da energia foi dissipada na atmosfera. O impacto sísmico foi estimado como de magnitude 5,0–5,2[10]
9,15
800 Mt
3,3 EJ
Erupção de Toba (ocorrida há 75 000 anos é considerada uma das maiores erupções vulcânicas conhecidas).[11]
Nos meios de comunicação social é comum encontrar a combinação dos termos próprios da medida de magnitude (energia) e intensidade (efeitos), e incluso confundir ambos os conceitos. É comum ouvir-se queo sismos foi de 3,7 graus, empregando o termograu para expressar a magnitude, quando essa unidade é específica dasintensidades avaliadas na escala de Mercalli, na qual não existem valores decimais.
Outro erro comum na indicação da magnitude de um sismo é publicar que o sismo teveuma magnitude de 3,7 graus,[22] que resulta igualmente confusa, pois seria o equivalente de dizer queo corredor de maratona percorreu uma distância de 2 horas e 15 minutos.
Deveriam evitar-se estas formas, dizendo queo sismo teve uma magnitude de 3,7, ou alcançou os 3,7 na escala de Richter, ainda que esta segunda expressão não seja de todo correcta, pois desde há algum tempo a magnitude dos sismos se mede com aescala de magnitude de momento, coincidente com a escala de Richter somente em magnitudes inferiores a 6,9.[23]
Notas
↑ML para sismos de magnitude >2,0 e <6,9;MW para sismos de magnitude >6,9.
↑Certos sismos de magnitude inferior a 2,0 podem contudo ser sentidos muito localmente se oepicentro for localizado sob habitações e se for uma réplica. Alguns sismos de magnitude próxima de 0, ou mesmo de magnitude negativa, podem assim ser percebidos.
↑«FAQ - Measuring Earthquakes» (em inglês). U. S. Geological Survey. 18 de fevereiro de 2009. Consultado em 29 de dezembro de 2015
↑Hanks, Thomas C.; Kanamori, Hiroo (maio de 1979).«A moment magnitude scale».Journal of Geophysical Research.84 (B5): 2348–2350.doi:10.1029/JB084iB05p02348. Consultado em 10 de abril de 2009A referência emprega parâmetros obsoletos|coautor= (ajuda)
↑Klaus, Adam; Richard D. Norris; Dick Kroon; Jan Smit (2000). «Impact-induced mass wasting at the K-T boundary: Blake Nose, western North Atlantic».Geology (em inglês).28: 319–322.ISSN0091-7613.doi:10.1130/0091-7613(2000)28<319:IMWATK>2.0.CO;2A referência emprega parâmetros obsoletos|coautores= (ajuda)
↑Busby, Cathy J.; Grant Yip; Lars Blikra; Paul Renne (2002). «Coastal landsliding and catastrophic sedimentation triggered by Cretaceous-Tertiary bolide impact: A Pacific margin example?».Geology (em inglês).30: 687–690.ISSN0091-7613.doi:10.1130/0091-7613(2002)030<0687:CLACST>2.0.CO;2A referência emprega parâmetros obsoletos|coautores= (ajuda)
