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7.º ano · Ciências Naturais
A Terra dinâmica · A dinâmica da geosfera

Os riscos geológicos

Em 1 de novembro de 1755, um sismo seguido de tsunami e incêndios destruiu grande parte de Lisboa. Hoje, um sismo com uma energia parecida pode acontecer numa zona despovoada do oceano e passar quase despercebido. O que faz com que o mesmo fenómeno natural seja uma catástrofe num sítio e quase inofensivo noutro?

O que é um risco geológico

Os processos geológicos fazem parte do funcionamento normal da Terra. Só se tornam um risco quando podem atingir pessoas e bens.

Os riscos dividem-se em dois grupos:

  • riscos internos, ligados à dinâmica interna da Terra: sismos e erupções vulcânicas;

  • riscos externos, ligados à dinâmica externa: deslizamentos de terras, cheias, erosão costeira, queda de blocos nas arribas.

O risco geológico resulta da combinação da perigosidade (um sismo que se propaga a partir de uma falha) com a vulnerabilidade e a exposição (uma cidade com pessoas e edifícios, um deles reforçado), dando origem a danos nos edifícios. Perigosidade × Vulnerabilidade = Risco probabilidade do fenómeno fragilidade e pessoas expostas probabilidade de haver danos

Em 2010, um sismo de magnitude 7,0 no Haiti fez cerca de 200 000 vítimas. Poucas semanas depois, um sismo de magnitude 8,8 no Chile, muito mais energético, fez cerca de 500. O fenómeno mais fraco provocou a maior catástrofe porque as construções eram muito mais vulneráveis.

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Distingue riscos geológicos internos de externos e dá dois exemplos de cada tipo.

Distingue riscos geológicos internos de externos e dá dois exemplos de cada tipo.

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O que é um mapa de riscos geológicos? Explica para que serve e dá um exemplo de como pode ser utilizado no planeamento do crescimento de uma cidade.

O que é um mapa de riscos geológicos? Explica para que serve e dá um exemplo de como pode ser utilizado no planeamento do crescimento de uma cidade.

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O risco sísmico: magnitude e intensidade

O ponto do interior da Terra onde o sismo começa é o hipocentro. O ponto da superfície mesmo por cima dele é o epicentro. A energia libertada no hipocentro propaga-se sob a forma de ondas sísmicas: as ondas P (as mais rápidas, chegam primeiro), as ondas S (mais lentas, chegam depois) e as ondas superficiais (viajam à superfície e causam a maior parte dos danos). Um sismógrafo regista estas ondas num sismograma, onde se vê a chegada de cada tipo de onda.

Para descrever a «força» de um sismo usam-se duas grandezas diferentes.

A intensidade é maior perto do epicentro e diminui com a distância. Também depende da profundidade do hipocentro e do tipo de terreno.

Esquema em planta de um sismo: à volta do epicentro, círculos concêntricos mostram intensidade alta perto, média a distância intermédia e baixa ao longe, pelo que a intensidade diminui com o afastamento. epicentro intensidade alta intensidade média intensidade baixa A intensidade diminui com a distância ao epicentro
Pratica★☆☆Por começar
Observa o esquema de um sismo, no qual estão representados o hipocentro, o epicentro, as ondas sísmicas e o registo de um sismógrafo. A partir do esquema, explica a…

Observa o esquema de um sismo, no qual estão representados o hipocentro, o epicentro, as ondas sísmicas e o registo de um sismógrafo. A partir do esquema, explica a diferença entre a magnitude e a intensidade de um sismo, e que escala ou instrumento se utiliza para medir cada uma.

Superfície Ondas sísmicas Hipocentro Epicentro Danos na zona afetada Sismograma
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Pratica★★☆Por começar
Dois sismos com a mesma magnitude atingem duas regiões distintas: numa quase não há danos e na outra contam-se milhares de vítimas. Explica que fatores, além da…

Dois sismos com a mesma magnitude atingem duas regiões distintas: numa quase não há danos e na outra contam-se milhares de vítimas. Explica que fatores, além da magnitude, determinam os efeitos de um sismo: perigosidade, vulnerabilidade e exposição.

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Pratica★★★Por começar
Após uma série de abalos numa região atravessada por uma falha geológica ativa, um responsável local declara: «Durante este mês sofremos $100$ pequenos sismos de…

Após uma série de abalos numa região atravessada por uma falha geológica ativa, um responsável local declara: «Durante este mês sofremos $100$ pequenos sismos de magnitude $3$. Isto é uma boa notícia, porque a falha libertou pouco a pouco a energia equivalente a um grande sismo de magnitude $6$, evitando assim uma catástrofe maior».

  1. a) Na escala de magnitude sísmica, cada aumento de $1$ unidade de magnitude multiplica a energia libertada aproximadamente por $31,6$ ($10^{1,5}$). Calcula quantos sismos de magnitude $3$ seriam necessários na realidade para igualar a energia libertada por um único sismo de magnitude $6$, e quantos para um de magnitude $7$.
  2. b) Com os resultados numéricos obtidos, refuta as declarações do responsável e justifica por que razão a presença de pequenos sismos superficiais não garante de todo que se tenha dissipado o risco de um grande sismo.
  3. c) Explica que relação existe entre a acumulação de energia elástica nos bordos de uma falha bloqueada (teoria do ressalto elástico) e o potencial destrutivo de um sismo de grande magnitude.
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O risco vulcânico

Comparação entre um vulcão efusivo, largo e de vertentes suaves com escoadas de lava fluida, e um vulcão explosivo, alto e inclinado, com coluna de cinzas e gases, piroclastos e escoada piroclástica; ambos com câmara magmática. os gases escapam facilmente escoada de lava piroclastos escoada piroclástica coluna de cinzas e gases câmara magmática efusivo (lava fluida) explosivo (cinzas e gases)

Antes de uma erupção podem surgir sinais precursores: pequenos sismos, deformação do terreno e aumento da emissão de gases. A sua vigilância ajuda a avisar as populações. Nos Açores, o Capelinhos (1957-58) e a erupção de 1562 na ilha do Pico mostram que estes fenómenos fazem parte da história do país.

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Durante uma erupção vulcânica são emitidas escoadas de lava, cinzas, gases e escoadas piroclásticas, e podem formar-se lahares. Escolhe três destes produtos e explica o…

Durante uma erupção vulcânica são emitidas escoadas de lava, cinzas, gases e escoadas piroclásticas, e podem formar-se lahares. Escolhe três destes produtos e explica o tipo de dano que cada um pode causar.

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Vantagens e desvantagens do vulcanismo

O vulcanismo não traz só perigos. Nos Açores, as populações vivem há séculos junto a vulcões e aproveitam os seus benefícios, mas têm de conviver com os riscos.

Riscos externos: os movimentos de vertente

Nem todos os riscos vêm do interior da Terra. Nas vertentes, a água, a gravidade e a ação humana podem fazer deslizar o terreno. Três fatores decidem se uma vertente é estável:

  • a inclinação das camadas de rocha: se estão inclinadas no mesmo sentido do declive, podem deslizar sobre as superfícies entre camadas;

  • o tipo de rocha: rochas moles ou que retêm água, como as margas, deslizam com mais facilidade do que rochas compactas, como o arenito;

  • a cobertura vegetal: as raízes seguram o solo e a vegetação reduz o impacto da chuva. Sem ela, a água infiltra-se e o terreno solta-se.

A chuva intensa funciona como «gatilho»: encharca o terreno, aumenta o seu peso e diminui o atrito entre as camadas.

Pratica★★★Por começar
Numa vertente sobre uma estrada analisam-se dois troços com a mesma inclinação ($35^\circ$) após um episódio de chuvas torrenciais de $120\ \text{l/m}^2$: Troço 1:…

Numa vertente sobre uma estrada analisam-se dois troços com a mesma inclinação ($35^\circ$) após um episódio de chuvas torrenciais de $120\ \text{l/m}^2$:

  • Troço 1: estratos alternantes de calcários e margas com uma inclinação de $30^\circ$ a favor do declive do terreno, desflorestado recentemente.

  • Troço 2: estratos horizontais de arenito compacto cobertos por floresta mediterrânica autóctone.

  1. a) Justifica por que razão o troço 1 sofreu um deslizamento catastrófico enquanto o troço 2 permaneceu estável, analisando a influência da inclinação das camadas, da litologia e da cobertura vegetal.
  2. b) Para estabilizar o troço 1, uma empresa propõe projetar uma camada contínua de betão sobre a superfície sem perfurar tubos de drenagem para o interior. Prevê o que acontecerá na tempestade seguinte e justifica tecnicamente por que razão essa medida pode agravar o risco.
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Prevenção e gestão do risco

Paisagem com um vulcão vigiado por satélite e sensores, uma zona de risco sem construção junto a edifícios resistentes aos sismos, e um grupo de pessoas num simulacro de evacuação para uma saída sinalizada. Vigiar Planear Educar satélite sensores zona de risco antissísmico simulacro de evacuação

Medidas de construção e de comportamento

Nos edifícios, a prevenção passa por estruturas reforçadas (a «gaiola» pombalina, criada na reconstrução de Lisboa depois de 1755, já tinha esta ideia), fundações adequadas, ligações firmes entre paredes e pavimentos e fixação de móveis pesados. A população deve conhecer o que fazer antes (preparar um kit de emergência, saber as saídas), durante (proteger-se junto a uma parede resistente ou debaixo de uma mesa sólida, longe de janelas) e depois de um sismo (verificar feridos, cheiros a gás e sair com cuidado).

Pratica★★☆Por começar
Descreve três medidas de prevenção face ao risco sísmico que possam ser aplicadas na construção de edifícios em zonas de risco.

Descreve três medidas de prevenção face ao risco sísmico que possam ser aplicadas na construção de edifícios em zonas de risco.

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Pratica★★★Por começar
Compara os dados destes dois eventos sísmicos reais: • Terramoto A (Lorca, Espanha, 2011): Magnitude $M_w = 5,1$; profundidade do hipocentro = $1\ \text{km}$; distância…

Compara os dados destes dois eventos sísmicos reais:

• Terramoto A (Lorca, Espanha, 2011): Magnitude $M_w = 5,1$; profundidade do hipocentro = $1\ \text{km}$; distância epicentral ao centro urbano = $2,5\ \text{km}$; intensidade máxima = VII-VIII (EMS); 9 mortos e centenas de edifícios danificados.

• Terramoto B (Mar de Okhotsk, 2013): Magnitude $M_w = 8,3$; profundidade do hipocentro = $609\ \text{km}$; distância ao aglomerado populacional mais próximo = $350\ \text{km}$; intensidade superficial máxima = V (MMI); 0 mortos e sem danos materiais.

  1. a) A partir da equação do risco sismológico ($\text{Riesgo} = \text{Peligrosidad} \times \text{Exposición} \times \text{Vulnerabilidad}$), analisa que fatores concretos fizeram com que o terramoto de Lorca resultasse devastador apesar da sua moderada magnitude.
  2. b) Explica a diferença conceptual entre a «magnitude» e a «intensidade» de um sismo utilizando os dados de ambos os terramotos para ilustrar a tua resposta.
  3. c) Projeta duas medidas preventivas (uma estrutural e outra de ordenamento do território ou educação) que permitam mitigar o risco sísmico em municípios com características semelhantes a Lorca.
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Voltando ao princípio: um sismo forte em pleno oceano quase não faz danos porque não há pessoas nem edifícios expostos. Já um sismo moderado, pouco profundo, perto de uma cidade com construções frágeis, pode causar uma tragédia. O que decide o risco não é só a energia do sismo.

Ler a história da Terra: princípios da datação relativa

Este tema aprofunda-se no apartado «Os cortes geológicos». As rochas e as suas estruturas são como as páginas de um livro: os geólogos leem-nas por ordem para saber o que aconteceu primeiro e o que aconteceu depois. Para isso usam alguns princípios simples.

Estes princípios dão uma datação relativa: dizem se um acontecimento é mais antigo ou mais recente do que outro, mas não dizem a idade em anos. Os fósseis ajudam a ordenar os acontecimentos: estratos com os mesmos fósseis de seres que viveram durante pouco tempo têm idades semelhantes, mesmo em locais distantes. A história da Terra divide-se em grandes etapas, as eras geológicas, muito mais longas do que o tempo histórico (o tempo da história humana).

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Desafio do tema. A tua comunidade está preparada perante os riscos da dinâmica terrestre? Torna-te assessor de proteção civil e elabora um relatório técnico de avaliação…

Desafio do tema. A tua comunidade está preparada perante os riscos da dinâmica terrestre? Torna-te assessor de proteção civil e elabora um relatório técnico de avaliação sísmica.

Segue estas fases:

  1. Obtenção de dados: Entra no portal do Instituto Português do Mar e da Atmosfera (IPMA) e extrai dados de $5$ sismos recentes ocorridos na Península Ibérica com magnitude $M \ge 2,0$. Regista numa tabela: localização, profundidade (em $\text{km}$), data e magnitude (por exemplo, $M = 3,4$).

  2. Análise geodinâmica: Situa os epicentros em relação ao limite entre a placa Euroasiática e a Africana. Justifica num parágrafo como a dinâmica da geosfera (correntes de convecção no manto e rigidez da litosfera) origina os esforços tectónicos observados.

  3. Proposta fundamentada: A partir dos fatores de risco (perigosidade, exposição e vulnerabilidade), avalia o risco sísmico de uma das zonas analisadas e redige um decálogo de três medidas preventivas e de autoproteção viáveis para aplicar em casa ou na escola.

Valorizar-se-á:

  • Rigor na obtenção e tabulação de dados reais do IPMA.

  • Integração conceptual correta entre a sismicidade registada, a tectónica de placas e a dinâmica interna terrestre.

  • Adequação e realismo das medidas propostas perante o risco geológico analisado.

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Em resumo

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