TSUNAMIS
Aceite para publicação em 10 de novembro de 2011
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TSUNAMIS
FICHA TÉCNICA
AUTORA DA ATIVIDADE: Maria Filomena Teixeira de Melo Rebelo
Licenciatura em Biologia/Geologia Mestrado em Vulcanologia e Riscos Geológigos
LICENÇA DA ATIVIDADE: Creative Commons da Casa das Ciências
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TSUNAMIS
APRESENTAÇÃO O ensino das Ciências da Terra, e nomeadamente da sismologia, deve assentar na observação direta dos fenómenos naturais ou em experiências laboratoriais. No entanto, na impossibilidade de tal concretização, a abordagem de alguns conteúdos programáticos a partir da exploração e apresentação de diapositivos e de filmes conduz ao levantamento de questões, facilita o diálogo e contribui para motivar os alunos, estimulando o interesse e a curiosidade pelos temas. Este diaporama deve ser utilizado como uma ferramenta de ensino a utilizar pelo professor e não como meio justificativo do ensino expositivo. Neste contexto, a informação deve ser fornecida no momento próprio e os termos/conceitos, que estão para além dos indicados no programa, devem ser administrados tendo em atenção as características dos alunos. Este diaporama pode também ser utilizado para fazer um ponto da situação ou como estratégia de remediação. As estratégias propostas para a exploração do diaporama têm apenas o caráter de meras sugestões, podendo cada docente utilizá-lo de acordo com os seus hábitos de trabalho e os alunos de que dispõe.
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TSUNAMI
Filomena Rebelo 1/44
Tsumamis ou maremotos Definição Causas Características físicas Poder destrutivo Que Fazer?
Tsunamis históricos Impacto dos mais destrutivos Medidas de Mitigação dos riscos de tsunamis
http://sandmc.pwv.gov.za/Newsite/images/Tsunamis.jpg
Progressos alcançados na resposta aos tsunamis
Diapositivo 1/44 Este diapositivo apresenta os conteúdos a desenvolver. O docente poderá utilizar este diapositivo para apresentar os conteúdos, despertando a curiosidade dos alunos para os mesmos ou como síntese dos temas a abordar.
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Filomena Rebelo 2/44
TSUNAMI
O QUE É UM TSUNAMI? O termo tsunami é de origem japonesa e teve origem na junção das palavras tsu (porto, ancoradouro) e nami (onda do mar), querendo assim expressar uma onda de porto. A origem de um tsunami está associada a um distúrbio violento que desloca uma grande massa de água, gerando uma ou mais ondas gigantes. Esta ondas possuem um alto poder destrutivo quando atingem as regiões costeiras.
http://www.geomundo.com.br/meio_ambiente00_tsunami.htm
Diapositivo 2/44 A exploração desta imagem permite identificar conhecimentos que os alunos possuem sobre tsunamis.
quais
os
As ondas do mar geradas por eventos geofísicos catastróficos, em regiões oceânicas, como sejam os sismos de forte magnitude, as erupções vulcânicas e os deslizamentos de terra submarinos, são designadas por tsunamis, termo japonês que significa ondas de porto. Este tipo de ondas é designado na literatura anglo-saxónica, embora incorretamente, por tidal waves (ondas de maré), sendo preferível a utilização da designação seismic sea waves. Em português a designação convencional é de maremotos se bem que esta designação se aplique, frequentemente, apenas às situações em que a amplitude das ondas é suficientemente elevada para causar danos significativos (Baptista, 1998).
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TSUNAMI
Filomena Rebelo 3/44
COMO PODE SER GERADO UM TSUNAMI?
Sismos
Deslizamentos de terra
Vulcões
Meteoritos
http://www.onr.navy.mil/focus/ocean/motion/waves3.htm
Diapositivo 3/44 A exploração deste diapositivo, permite aos alunos identificarem as possíveis origens dos tsunamis. Segundo Mader (2000), as fontes principias que levam à formação de tsunamis são os terramotos com epicentro no mar, as explosões vulcânicas, os deslizamentos de terra e o impacto de meteoritos no oceano. A maioria dos tsunamis tem a sua origem nos terramotos. Os movimentos de terrenos subaquáticos podem causar tsunamis. Os movimentos de terrenos ocorrem quando a respetiva resistência se torna inferior aos esforços motores resultantes das forças de gravidade e da pressão exercida pela água que se vai acumulando no seu interior, por vezes conjugados com a ação de sismos (Mendes-Victor, 2000). Menos comuns são os tsunamis provocados por vulcões. Estes podem ocorrer de diversas maneiras: erupção submarina, o impacto de piroclastos no mar ou por desabamento de um flanco de um vulcão. O impacto de grandes meteoritos no oceano podem também provocar tsunamis (Paine, 1999; Nelson, 2005; Steven e Steven, 2006).
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TSUNAMI
SISMOS Os tsunamis gerados por sismos são os mais comuns e os mais destrutivos. Geralmente, os sismos que provocam tsunamis ocorrem numa falha, onde uma placa oceânica mergulha por baixo duma placa continental, originando um sismo que desloca verticalmente o leito do mar. Normalmente, só os sismos com magnitude superior a 6,4 geram tsunamis de alto risco.
Diapositivo 4/44 Os tsunamis gerados por sismos são os mais comuns. Para que um sismo dê origem a um tsunami é necessário que haja um deslocamento repentino, no sentido vertical, do fundo do mar e consequente elevação de toda a coluna de água sobrejacente. Este movimento dá origem a uma perturbação na superfície livre que se propaga em todas as direções, para longe do local de origem, sob a forma de ondas (Nelson, 2005).
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Filomena Rebelo 6/44
TSUNAMI
VULCÕES Embora os tsunamis gerados por vulcões sejam menos frequentes, podem ser igualmente destrutivos. Os tsunamis podem ser desencadeados por erupções
Explosão lateral Cume original do vulcão Colapso
submarinas, queda de piroclastos e desabamentos de
Avalanche de materiais em direcção ao mar Tsunami
flancos de vulcões (Nelson, 2005). Magma
As ondas afastam-se da costa
Uma erupção vulcânica pode iniciar um tsunami.
Adaptado de http://www.ga.gov.au/urban/factsheets/tsunami.jsp
Diapositivo 5/44 Os tsunamis podem também ser desencadeados por erupções vulcânicas, queda de piroclastos, desabamento de flancos de vulcões e derrube da caldeira vulcânica (Nelson, 2005). Menos frequentes que os gerados pelos terramotos são, no entanto, altamente destrutivos. As explosões submarinas vulcânicas ocorrem quando a água fria do mar se encontra com o magma quente, causando reações violentas e produzindo explosões de vapor. Erupções submarinas a menos de 450 metros de profundidade são capazes de perturbar toda a água até à superfície gerando um tsunami (Nelson, 2005). Os fluxos piroclásticos podem mover-se rapidamente de uma ilha até ao oceano, e o impacto que têm, ao alcançar a água, pode dar origem a um tsunami (Nelson, 2005). O colapso de uma caldeira vulcânica pode produzir um tsunami. Isto ocorre quando o magma que está debaixo do vulcão se desvia em profundidade e o repentino afundamento da estrutura vulcânica desloca a água, produzindo assim as ondas do tsunami. As massas de rocha que se acumulam nos lados do vulcão podem repentinamente deslizar até ao oceano causando tsunamis. Tais deslizamentos podem ser causados por terramotos ou simplesmente por colapso gravitacional (Nelson, 2005).·
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Filomena Rebelo 6/44
TSUNAMI
DESLIZAMENTOS DE TERRA Deslizamentos de terras podem provocar a deslocação violenta de uma grande massa de água provocado. Estes deslizamentos podem ter a sua origem em sismos ou pelo desabamento de um flanco de um vulcão. Os desabamentos de rocha e de gelo podem também provocar tsunamis (Nelson, 2005).
http://www.onr.navy.mil/focus/ocean/motion/waves3.htm
Diapositivo 6/44 Os tsunamis podem ser também gerados por deslizamentos de terra. Este tipo de tsunami é normalmente conhecido como mega-tsunami. São mais devastadores do que os gerados por terramotos (Riley, 1980). A força das ondas de um mega-tsunami depende do tamanho do deslizamento e da altura de queda. Quanto maior a área e maior a altura de queda, maior será a onda produzida. Estas ondas gigantescas cruzam oceanos e afetam cidades, pois viajam a grandes velocidades e podem atingir alturas de cerca de 300 metros (Riley, 1980).
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TSUNAMI
METEORITOS Se um meteorito colidir com a Terra há uma grande probabilidade de ser num oceano, uma vez que dois terços da superfície da Terra estão cobertos de água. Dar-se-á uma explosão gigantesca que irá criar uma cratera na superfície da água que será rapidamente preenchida. Este processo de enchimento poderá gerar uma série de tsunamis ao longo do oceano (Kharif e Pelinovsky , 2005).
http://www.onr.navy.mil/focus/ocean/motion/waves3.htm
Diapositivo 7/44 As probabilidades do impacto de um meteorito no oceano são grandes, uma vez que dois terços da superfície de Terra estão cobertos de água. Os meteoritos de grandes dimensões são extremamente mortais quando colidem com os oceanos, cravando crateras aquáticas e emitindo ondas enormes em todos os sentidos (Paine, 1999; Steven e Steven, 2006). Se ocorrer uma explosão gigantesca, o meteorito pulverizado, juntamente com um volume grande de água, cria uma cratera na superfície da água que será rapidamente preenchida. Este processo de enchimento poderá gerar um tsunami que progride através do oceano (Paine, 1999; Steven e Steven, 2006). Segundo estimativas da NASA, aproximadamente uma vez em cada 2000 anos, um meteorito com diâmetro de cerca de 90 metros pode colidir com um dos oceanos da terra. Os meteoritos maiores (450 metros) colidem menos frequentemente, uma vez em cada 80.000 anos, e os de cerca de 900 metros, uma vez em cada 200.000 anos (Paine, 1999). Embora não haja conhecimento recente de tsunamis, cuja causa tenha sido a queda de um meteorito, a queda de um meteorito no
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oceano tem potencial para gerar um tsunami de proporções catastróficas (Kharif e Pelinovsky , 2005).
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Filomena Rebelo 8/44
COMO PODE UM SISMO GERAR UM TSUNAMI?
Fricção Placa Ascendente Placa de subducção
Corte vertical de uma zona de subducção
Adaptado de (http://www.ess.washington.edu/tsunami/index.html)
Diapositivo 8/44 A convergência entre duas placas tetónicas cria uma zona de fricção, onde uma das placas desliza debaixo da outra. Este tipo de limite entre placas é designado por zona de subducção. As zonas de subducção são potenciais focos sísmicos. Os terramotos de consequências mais devastadoras estão normalmente associados a este enquadramento geodinâmico. A fricção das duas placas pode provocar a libertação repentina de enormes quantidades de energia, que resulta no terramoto (Atwater et al., 1999).
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TSUNAMI
Filomena Rebelo 9/44
COMO PODE UM SISMO GERAR UM TSUNAMI?
Distorção lenta
Entre terramotos
Adaptado de (http://pubs.usgs.gov/circ/c187/%)
Diapositivo 9/44 As forças tetónicas que controlam as placas provocam, durante décadas ou até séculos, uma distorção lenta nas rochas que se encontram na proximidade da zona de fricção. A energia é armazenada na rocha enquanto esta se deforma (Atwater et al., 1999).
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TSUNAMI
Filomena Rebelo 10/44
COMO PODE UM SISMO GERAR UM TSUNAMI?
Libertação de energia - terramoto
Durante o terramoto
Adaptado de (http://pubs.usgs.gov/circ/c1187/)
Diapositivo 10/44 O atrito entre as placas provoca a acumulação de tensões nas rochas contíguas, que, sob pressão, sofrem um processo de rotura e deslizamento. Quando isto ocorre, a energia é libertada em ondas que se propagam em grande velocidade.
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Filomena Rebelo 11/44
COMO PODE UM SISMO GERAR UM TSUNAMI? Formação das ondas
Minutos depois do terramoto
Adaptado de (http://www.ess.washington.edu/tsunami/index.html
Diapositivo 11/44 O afundamento da crosta oceânica sob a crosta continental é responsável pela elevação do fundo do mar nessa zona e pela consequente elevação de toda a coluna de água acima dela. Este movimento origina uma perturbação na superfície livre. De seguida, essa perturbação propagou-se em todas as direções para longe do local de geração sob a forma de ondas (Atwater et al., 1999; Pires e Martins, 2005).
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TSUNAMI
Filomena Rebelo 12/44
Profundidade focal do terramoto (Km)
RELAÇÃO ENTRE A PROFUNDIDADE FOCAL E A MAGNITUDE DO TERRAMOTO
Tsunami
Tsunami devastador
SUMATRA
Não geram tsunamis
Magnitude do terramoto M (Richer)
http://www.puc.cl/sw_educ/geo_mar/html/h711.html
Diapositivo 12/44 Os terramotos são o principal mecanismo gerador de tsunamis, sempre que apresentem magnitudes superiores a 6,5 na escala de Richer, hipocentros superficiais (inferiores a 60 km) e epicentros oceânicos e continentais próximos à linha de costa (Iida, 1983 in Lagos Lopez, 2000). À medida que aumenta a magnitude (M, na figura) de um terramoto, e/ou diminui a profundidade do foco, a magnitude (m, na figura) do tsunami aumenta. Os seus efeitos são potenciados pelas características batimétricas, distância do epicentro à linha de costa e a configuração da própria linha de costa, tendo em conta a topografia da superfície, as construções existentes, árvores e outros obstáculos (Lagos Lopez, 2000).
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COMO SE FORMA UM TSUNAMI? 1
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Legenda: 1 - A ruptura causada pelo sismo desloca a crosta oceânica, empurrando a massa de água para cima, dando início à onda.
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2 - A onda gigante move-se a grande velocidade em oceano profundo. 3 - Ao aproximar-se de terra, a onda diminui de velocidade e aumenta em altura. 4 - A onda avança por terra dentro, destruindo tudo por onde passa.
(Adaptado de http://membres.lycos.fr/sbtsu/)
Diapositivo 13/44 A deformação do fundo oceânico, como por exemplo a abertura de uma falha, provoca o deslocamento da água sobrejacente. Este esquema simplificado mostra que a força gerada aquando do desencadeamento do tsunami é de enormes proporções. Na propagação dos tsunamis de origem tetónica, distinguem-se duas fases: a propagação ao longo do oceano e a chegada às zonas costeiras, exemplificadas na figura.
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PROPAGAÇÃO DE UM TSUNAMI
Variação da velocidade de propagação e do comprimento de onda de um tsunami à medida que a profundidade diminui. A figura ilustra também o aumento de amplitude que a onda sofre ao atingir as regiões costeiras.
Adaptado de Alex (2005)
Diapositivo 14/44 Quando o tsunami atinge a costa, onde a profundidade do oceano diminui consideravelmente, a sua velocidade de propagação decresce, diminuindo o comprimento de onda, em contraste com o aumento da sua amplitude. No alto mar, um tsunami possui uma amplitude pequena, relativamente ao comprimento de onda e à profundidade local, pelo que pode passar despercebido, causando apenas estragos ao atingir zonas costeiras, onde a sua amplitude pode atingir 30 metros (Pires e Martins, 2005).
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Filomena Rebelo 15/44
TSUNAMI
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE UM TSUNAMI Velocidade (V) – depende da profundidade do oceano e é calculada em função dessa profundidade (d) e da aceleração gravítica (g).
V = √ gd
Comprimento de onda (L) – corresponde ao produto entre a velocidade de propagação (V) e ao período (T).
L=VxT
Diapositivo 15/44 Em qualquer ponto do oceano, a velocidade de propagação do tsunami é diectamente proporcional à profundidade do mesmo e pode ser calculada em função da mesma, como se pode ver pela primeira equação do diapositivo. A profundidade média do Oceano Pacífico é de 4000 m, de que resulta, nestes locais, uma velocidade de propagação de 198 m/s ou 713 km/h. Quando as profundidades são muito grandes, a onda do tsunami pode alcançar grande velocidade como, por exemplo, o tsunami de 4 de dezembro de 1952, originado por um terramoto ocorrido em Petropavlosk (Kamchatka), o qual demorou 20 horas a chegar a Valparaíso, no outro extremo do Pacífico, a uma distância de cerca de 13.500 km, avançando a uma velocidade média de cerca de 750 km/h. A altura da onda, ao atingir a costa, é variável e, no exemplo referido, em Talcahuano (Chile), registaram-se ondas e 3,6 m, na Califórnia, de 1 m, e em Sitka (Alaska), de 0,30 m.
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Filomena Rebelo 16/44
COMO SURGEM OS TSUNAMIS? Costa em situação normal. Observa-se a existência duma falha. Falha Maré alta Ascende
provoca o fenómeno de maré alta, mas não o suficiente para provocar a Epicentro
destruição ou inundação da área habitada no litoral (casa). Maré baixa
Afunda
Simulação de um terramoto com o epicentro na falha existente entre duas placas tectónicas (uma delas eleva-se). A elevação de uma das placas
Após a maré alta há um recuo das águas, a maré vazante, porque a placa tectónica que se tinha elevado afunda.
Epicentro Velocidade de propagação
A propagação das ondas provoca uma perturbação das águas deslocando-as de volta para o litoral em alta velocidade. Sobreposição de ondas
Redução de velocidade
O recuo da primeira onda encontra -se com o fluxo de ondas secundárias formando uma "parede" de água que vai arrasando tudo por onde passa.
Esquema de um tsunami
(adaptado de http:www.geomundo.com.br/editorial_00132_tsunami_gráfico.htm)
Diapositivo 16/44 Este diapositivo deve ser apresentado em segmentos, para que os alunos possam, por si sós, descobrir, através da interpretação das imagens a resposta a algumas questões, relativas aos mecanismos de formação de um tsunami provocado por um sismo. Sugerem-se as seguintes questões: 1. Observa a imagem. 1.1. Qual o dado que observas na imagem que te permite levantar a hipótese de vir a surgir um tsunami? 1.2. Onde se localiza o epicentro do sismo? Quais as consequências que podes observar na imagem? 1.3. Indica o motivo do recuo das águas. 1.4. A que se deve a perturbação das águas e consequente deslocação para o litoral? 1.5. Como se forma a “parede de água” que vai arrastando tudo por onde passa?
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TSUNAMI
HAVERÁ DIFERENÇA ENTRE AS ONDAS PRODUZIDAS PELO VENTO E TSUNAMIS? A ondulação é normalmente provocada pelo vento. A acção de propagação é limitada e as ondas vão perdendo intensidade à medida que se afastam do lugar onde se formaram e tem períodos inferiores a 15 segundos.
Os tsunamis têm um comportamento oposto: avançam rapidamente sobre terra como se fossem “paredes” de água e os períodos oscilam entre 20 a 60 minutos. Esta característica permite diferenciar as ondas do tsunami num registo de um marégrafo.
Adaptado de www.ejes.itu.edu.tr/sumatra/sumatra.htm
Diapositivo 17/44 O vento gera um distúrbio na superfície da coluna de água, enquanto que os tsunamis perturbam toda a coluna de água desde ao fundo do mar até à superfície (Van Der Meijde, 2005). Relativamente às ondas do tsunami, as ondas geradas pelo vento apresentam, em mar aberto, comprimentos menores e amplitudes muito maiores. (Van Der Meijde, 2005).
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TSUNAMI
PODER DESTRUTIVO DOS TSUNAMIS Quais serão os factores que contribuem para a força destrutiva dos tsunamis? Magnitude do fenómeno que o gera. No caso de ser um sismo com epicentro no mar deve considerar-se a magnitude e a profundidade do hipocentro; Influência da topografia submarina na propagação do tsunami; Distância da costa ao epicentro; Configuração da linha de costa; Influência do eixo de orientação da baía em relação ao epicentro; Existência ou ausência de quebras-mar; Influência da topografia da superfície (construções, árvores e outros obstáculos).
Diapositivo 18/44 Este diapositivo indica alguns dos fatores que contribuem para a poder destrutivo de um tsunami.
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COMO AVALIAR UM TSUNAMI?
Diapositivo 19/44 Esta questão permitirá ao professor recapitular a noção de escala, relembrando as escalas de intensidades e de magnitudes já estudadas aquando da lecionação do conteúdo da sismologia, permitindo ainda relacionar as semelhanças destas com as que são aplicadas no estudo dos tsunamis.
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ESCALAS DE INTENSIDADES DE TSUNAMIS Para expressar a magnitude de um tsunami, vários autores criaram escalas de intensidades: Inadura (1949) - escala em função da altura da onda e dos danos que esta produz nas áreas costeiras. Sieberg-Ambraseys modificada (1962) – escala baseada nos efeitos de destruição causados, sendo uma das escalas mais utilizadas na quantificação de danos causados pelos tsunamis. Iida (1963) - escala de graus de tsunami relacionando a altura máxima alcançada pela onda em terra, medida em relação ao nível médio do mar, e a energia dos tsunamis. Wiegel (1970) - combinou as escalas propostas por Inamura e Iida. Adicionou à escala de Inadura a cota máxima de inundação (R), definida por Iida. Murty e Loomis (1980) – a escala é definida com base no cálculo da energia potencial gravítica do tsunami, baseada na estimativa do deslocamento vertical do fundo do oceano na região fonte.
Diapositivo 20/44 No sentido de se quantificar a magnitude dos tsunamis e dos danos por eles causados, têm sido apresentadas várias escalas de intensidades. Inamura (1949), propôs uma escala em função da altura da onda e dos danos que estas produzem em áreas costeiras, à semelhança da Escala de Mercalli para terramotos. Uma escala de intensidades baseia-se nas observações e relatos de testemunhas. Iida (1963), propôs uma escala de graus de tsunamis, relacionando a altura máxima da onda que alcança em terra (R -medida sobre o nível médio das águas do mar) e a energia dos tsunamis correspondente a diferentes graus de intensidade. Esta escala é comparável à escala de Richer (Kausel, 2005). Posteriormente, Wiegel (1970), combinou as escalas propostas por Inamura e Iida e adicionou a cota máxima de inundação à escala de Inamura. Como a escala de Iida se estende desde m=2 até m=5 e contém meios graus, a adaptação da variável R à escala de Inamura apresenta-se com intervalos descontínuos (Velasquez Cahuas, 2002).
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Uma das escalas mais utilizadas na quantificação de danos causados pelos tsunamis é a Escala de Sieberg-Ambraseys modificada. A escala proposta por Murty e Loomis (1980) é definida com base no cálculo da energia potencial gravítica do tsunami e na estimativa do deslocamento vertical do fundo do oceano, na região da fonte (Baptista, 1998). Esta nova escala, apresenta, em relação às anteriores, a vantagem de ser definida a partir do tsunami na região fonte, não incorporando os efeitos da propagação e da interacção com a costa, os quais estão presentes na forma da onda registada nos maregramas, sendo também independente da destruição observada em cada localidade (Baptista, 1998).
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ESCALA SIEBERG-AMBRASEYS MODIFICADA (1962)
I
Muito pequeno. Onda só detectada nos registos maregráficos.
II
Pequeno. Só detectado pelas pessoas que habitam a costa e que estão familiarizadas como estado do mar. Onda visível em zonas da costa muito planas.
III
Médio. Observado pela generalidade das pessoas presentes no litoral. Inundações de zonas com cotas baixas e declives pequenos. Alguns danos nas estruturas costeiras fracas ou fragilizadas.
IV
Forte. Inundações de zonas costeiras a cotas baixas. Alguns danos em terrenos agrícolas. Danos em estruturas costeiras e portuárias. Embarcações deslocadas para terra ou levadas para o mar. Costa poluída por lixo flutuante.
V
Muito forte. Inundação geral da zona costeira. Danos grandes em estruturas costeiras e portuárias. Estruturas menos resistentes destruídas. Grandes danos em terrenos agrícolas. Poluição da costa por lixo variado e animais marinhos. Com excepção de grandes navios, todos os outros tipos de embarcações são deslocadas para a costa ou para o mar. Obras nos portos danificadas. Danos em construções edificadas próximo da linha de costa. Onda acompanhada de ruído.
VI
Desastroso. Destruição parcial ou total de estruturas costeiras e portuárias. Grandes inundações na zona costeira. Embarcações grandes e pequenas fortemente danificadas ou afundadas e deslocadas para a costa ou para o mar. Árvores desenraizadas ou partidas. Grandes danos em construções edificadas próximo da linha de costa. Muitos mortos. Onda acompanhada de ruído muito forte.
A escala de Sieberg-Ambreseys modificada é a mais usada na quantificação de danos de tsunamis.
Adaptado de Dias (2000)
Diapositivo 21/44 A Escala Sieberg-Ambraseys modificada (1962) é uma das mais utilizadas. A escala compreende 6 graus, de I a VI, sendo o grau I correspondente a um tsunami apenas percetível nos registos maregráficos, e o grau VI a um tsunami catastrófico (Dias, 2000).
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ESCALAS DE INTENSIDADES DE TSUNAMIS Wiegel em 1970, combinou as escalas propostas por Inamura e Iida. Adicionou à escala de Inadura a cota máxima de inundação (R) definida por Iida.
Crista Nível de maré Vale
Profundidade de recuo
L representa o comprimento de onda; a altura da onda (H) corresponde à diferença entre o nível da crista e o vale; e a cota máxima de inundação (R) corresponde ao lugar da costa onde os efeitos do tsunami são máximos.
(Adaptado de http://www.portalciencia.net/geoloter.html)
Diapositivo 22/45 A altura da onda corresponde à diferença de nível entre a crista e a cava. A cota máxima de inundação corresponde ao lugar da costa onde os efeitos do tsunami são máximos. Para um observador fixo, um tsunami é sempre composto por momentos de subida e momentos de descida das águas (as cristas e as cavas das ondas, respetivamente). O recuo das águas na praia ocorre no intervalo de tempo entre uma crista e uma cava (Pires e Martins, 2005).
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ESCALA DE WIEGEL (1970)
Grau Tsunami
Altura da onda (metros)
Cota máxima de inundação (metros)
0
1-2
1 - 1,5
Sem danos
1
2–5
2-3
Casas inundadas e os barcos destruídos são arrastados
2
5 -10
4-6
Pessoas, barcos e casas varridos
Descrição dos danos
3
10 - 20
8 - 12
Danos ao longo de 400 km da costa
4
Mais de 30
16 - 24
Danos ao longo de mais de 500 km da linha de costa
Adaptado de Lopez (2003)
Diapositivo 23/44 Esta escala permite identificar e diferenciar a magnitude de um evento e, ainda, classificar os tsunamis com base em documentos e descrições históricas que façam referência à magnitude dos danos e à cota máxima de inundação. Estes dados são de grande importância para determinar o risco de tsunamis em zonas costeiras e calcular a probabilidade da sua ocorrência.
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TSUNAMIS HISTÓRICOS NO MUNDO Índia, 1941 5 000 mortos
China, 1765 10 000 mortos
Filipinas, 1976 8 000 mortos
Japão, 1896 27 000 mortos
Japão, 1771 13 000 mortos
Itália, 1908 10 000 mortos (?)
Japão, 1707 30 000 mortos Lisboa, 1755 90 000 mortos Japão, 1498 26 000 mortos Ilha da Virgínia, 1690 3 000 mortos
Japão, 1293 23 000 mortos Oceano Indico, 2004 230 000 mortos
Peru, 1746 18 000 mortos
Tailândia, 1782 50 000 mortos Chile, 1868 26 000 mortos
Indonésia, 1917 15 000 mortos
Indonésia, 1815 10 000 mortos
Indonésia, 1883 36 000 mortos
Adaptado de Dias (2000)
Diapositivo 24/44 Este diapositivo apresenta, por ordem cronológica, os tsunamis históricos mais devastadores do mundo e o número de vítimas mortais, estimadas para cada um. Qualquer oceano pode ser palco de tsunamis. No entanto, é mais frequente que ocorram no Oceano Pacífico, cujas margens se encontram mais frequentemente sujeitas a terramotos de magnitudes consideráveis (especialmente as costas do Chile, Peru e Japão, entre outras). Há registos de tsunamis devastadores nos Oceanos Atlântico e Índico, (terramoto de Lisboa, 1755, e Sumatra, 2004). Nos diapositivos seguintes, apresenta-se, com mais pormenor, alguns tsunamis históricos devastadores, cuja seleção se deve essencialmente, ao facto de exemplificarem diferentes causas (sismos, vulcões e deslizamentos de terreno).
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IMPACTO DOS TSUNAMIS HISTÓRICOS MAIS DESTRUTIVOS
Diapositivo 25/44 O professor pode explorar esta frase para levar os alunos a discutirem as noções que têm sobre o impacto deste tipo de catástrofes naturais.
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TERRAMOTO DE 1755 – RELATO DOS ACONTECIMENTOS «...Pelas 9 horas e meia da manhã começou a tremer lentamente a terra, (...), sossegou a terra por espaço de 2 minutos quando logo repetiu com a mesma intensão do primeiro, porém mais limitada pois duraria pelo espaço de 4 minutos (...)no referido dia do primeiro de Novembro, passado discurso de meia hora, com pouca diferença, que veio a ser pelas 10 horas e um quarto, começou este a levantar tais montes de água (...) subiram fora da ordem natural 44 palmos (...) observou-se que nasciam estes fluxos ou montes de água da pancada do mar para a terra...» (Arq. Min. Reino, 1756 in Baptista, 1998)
«...Dos movimentos do mar e irregularidades do seu fluxo e refluxo no mesmo tempo, nada certamente sei, ainda que oiço por notícia das terras marítimas que foi grande a desordem das águas...» (Arq .Min.Reino, 1756 in Baptista, 1998).
«... um quarto de hora, pouco mais ao menos, depois dos três movimentos, estando a maré vazia, o mar entrou três vezes pela terra...» (freguesia de Carnaxide ,Oeiras, resposta ao inquérito do Marquês de Pombal, in Pereira Sousa, 1919 in Baptista, 1998).
Diapositivo 26/44 Apresentam-se alguns relatos do terramoto de 1755, com a finalidade de mostrar aos alunos a importância dos relatos das catástrofes na recolha de dados sobre as mesmas.
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LISBOA, TERRAMOTO DE 1755 O terramoto ocorreu às 9h30 do dia 1 de Novembro; Epicentro localizado no Oceano Atlântico a cerca de 200 km WSW do Cabo de S. Vicente; Magnitude 9 na escala de Richer; Este terramoto gerou um tsunami, causando grande parte da destruição de Lisboa; No Terreiro do Paço as ondas atingiram 6 m de altura.
Isossistas do terramoto de 1755, segundo Moreira, (1984). http://einstein.fisica.ist.utl.pt/~sismo/Portugues/Tagusnet/sismo_1755.htm
Diapositivo 27/44 O grande sismo de 1 de novembro de 1755 foi um dos mais violentos de sempre, e o mais forte alguma vez registado na Europa. Teve o seu epicentro localizado a sudoeste do Cabo de São Vicente e uma magnitude, hoje estimada, entre 8,5 e 9, da escala de Richter. O tsunami que gerou, atingiu os 15 metros de altura na costa algarvia e 6 metros nas praias do Tejo, à beira de Lisboa (Kozak e James, 1998).
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TSUNAMI DE 1755 Em Cascais, a 30 km de Lisboa, as ondas destruíram vários barcos; Em áreas litorais, tais como Peniche, a 80 km a norte de Lisboa, o tsunami matou várias pessoas; Em Setúbal, a 30 km a sul de Lisboa, a água atingiu o primeiro andar dos edifícios; No Algarve, o tsunami destruiu fortalezas litorais e casas. Quase todas as vilas e cidades litorais do Algarve foram fortemente danificadas.
http://go.hrw.com/atlas/span_htm/portugal.htm
Diapositivo 28/44 Logo após o terramoto, muitos habitantes de Lisboa procuraram segurança nos barcos que se encontravam ancorados no rio Tejo. Mas, aproximadamente 30 minutos após o terramoto, uma onda gigante abateu-se sobre terra. A área entre a Junqueira e Alcântara na parte ocidental da cidade foi altamente danificada pela onda e a destruição continuou rio acima. Foram três ondas que se abateram sobre terra, arrastando pessoas e barcos. No Terreiro do Paço a altura das ondas atingiu 6 metros. Em Cascais, a 30 km a oeste de Lisboa, as ondas destruíram vários barcos e quando a água se retirou, observaram-se, no fundo mar, grandes estiramentos. Em áreas litorais tais como Peniche, situada aproximadamente a 80 km Norte de Lisboa, registaram-se muitas vítimas mortais causadas pelo tsunami. Em Setúbal, a sul de Lisboa, a água alcançou o primeiro andar dos edifícios (Kozak e James, 1998). A maior destruição ocorreu no Algarve, onde o tsunami danificou e destruiu casas. Em alguns lugares, as ondas atingiram mais de 30 metros de altura, com quase todas as cidades e vilas litorais a serem fortemente danificadas, com exceção da cidade de Faro, a qual foi protegida por bancos arenosos. Em Lagos, as ondas alcançaram o cimo das paredes da cidade (Kozak e James, 1998).
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TSUNAMI DE 1755 Danos em Cadiz e Huelva e as ondas penetraram o rio Guadalquivir, alcançando Sevilha; Danos e vítimas em Marrocos e Tânger; Alcançou, com menos intensidade, a costa de França, Grã- Bretanha, Irlanda e Holanda. Alcançou as ilhas dos Açores e Madeira; Cruzou o Oceano atlântico, alcançando as Antilhas (Kozak e Charles, 1998); O terramoto e o Tsunami destruíram 18 000 edifícios. Nos dois primeiros minutos morreram 30 000 pessoas, causando na totalidade mais de 90 000 mortes em Portugal e 10 000 em Marrocos (Pararas – Carayamis, 1969).
Diapositivo 29/44 No sudoeste de Espanha, o tsunami causou danos em Cádiz e Huelva, tendo as ondas penetrado no rio Guadalquivir e alcançado Sevilha. Em Gibraltar, o mar levantou-se de repente, atingindo dois metros de altura. Em Ceuta, o tsunami ainda foi considerado forte, diminuindo rapidamente no Mar Mediterrâneo. Causou danos e muitas vítimas na costa ocidental de Marrocos, de Tânger, onde as ondas alcançaram as fortificações da cidade, em Agadir, as ondas ultrapassaram as muralhas, vitimando grande número de pessoas (Kozak e James, 1998). O tsunami alcançou, com menos intensidade, a costa de França, Grã-Bretanha, Irlanda, Bélgica e Holanda. Na Madeira e nos Açores, o tsunami ainda chegou com alguma intensidade, colocando muitos navios em perigo (Kozak e James, 1998). O tsunami cruzou o Oceano atlântico, alcançando as Antilhas na tarde do dia 1 de novembro de 1755. Nos relatórios de Martinica e dos Barbádos, há registos de ondas com mais de um metro de altura, seguidas por outras maiores (Kozak e James, 1998).
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Gravura da colecção de Kozak
http://nisee.berkeley.edu/images/servlet/KozakBrowse?eq=5234
Diapositivo 30/44 Esta gravura ilustra a destruição causada em Lisboa pela ação conjunta do terramoto, tsunami e fogos.
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CRACATOA, 1833 A erupção do vulcão de Cracatoa é exemplo de como um vulcão pode gerar um tsunami. A explosão combinada com o colapso do vulcão gerou um tsunami que alcançou a costa ocidental de Java e o sul de Sumatra uma hora após a explosão. As ondas do tsunami atingiram a altura de 37 metros, destruindo 295 cidades e vilas e causando 36 417 mortes (Pararas-Carayannis, 1997).
Vulcão de cracatoa, 1833 http://www.geology.sdsu.edu/how_volcanoes_work/Krakatau.html
Diapositivo 31/44 A erupção do vulcão Krakatoa, em 1883, situado no estreito de Sunda, entre as ilhas de Sumatra e Java, dá um excelente exemplo de um tsunami causado por uma erupção vulcânica. Até à noite de 26 de agosto de 1883, Krakatoa tinha uma extensão de 47 Km2. Uma erupção vulcânica, que se tinha vindo a manifestar de uma forma intermitente, desde o dia 20 de maio, culminou com uma série de explosões enormes que destruíram a maior parte da ilha (Pararas-Carayannis, 1997). A explosão e o colapso do vulcão geraram ondas de 37 metros de altura que percorreram cerca de 13.000 km de distância. Estas ondas destruíram 295 cidades e vilas no estreito de Sunda, em Java ocidental e no sul de Sumatra, uma a duas horas após a explosão e colapso do vulcão. O tsunami vitimou 36.417 pessoas (Pararas-Carayannis, 1997). O tsunami, sendo de origem vulcânica, era destrutivo só localmente, no entanto pequenas ondas foram registadas em todo o Pacífico (Pararas-Carayannis, 1997).
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ALASKA, 1958 Um terramoto de magnitude 7,5 ocorreu ao longo da falha de Fairweatler, com epicentro localizado a 13 milhas da baía de Lituya.
Alasca Canadá
Este terramoto causou um grande movimento de vertente na baía gerando um mega tsunami cujas ondas atingiram a altura máxima de 512 m (Mader, 2000).
Baía Lituya Oceano Pacífico
www.drgeorgepc.com/ tsu58Lituya5GilbertInlet.jpg
Diapositivo 32/44 Este tsunami fornece um exemplo de tsunamis gerados por deslizamentos de terra. As ondas gigantes que se levantaram a uma altura de 50 m, na entrada da baía de Lituya, a 9 de julho de 1958, foram geradas por uma combinação de distúrbios provocados por um terramoto de magnitude 8,3 na escala de Richter, com epicentro na falha Fairweathe, a cerca de 21 km da baía (Pararas-Carayannis, 1999; Bryant, 2001). O terramoto causou um grande deslizamento de terra, o qual provocou um mega-tsunami (Mader, 2000). Pararas-Carayannis (1999) sugere, como causas da formação do mega-tsunami na baía de Lituya, uma combinação dos movimentos tetónicos associados ao terramoto com os movimentos da massa de gelo existente na entrada da baía, o deslizamento de terreno na escarpa sobranceira à baía e uma possível drenagem súbita de um lago subglacial existente na massa de gelo localizada na frente da baía.
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SUMATRA, 2004 O tsunami foi consequência directa do terramoto de 26 de Dezembro de 2004, com magnitude 9,3, causando mais de 280.000 mortos e danos materiais avultados. O tsunami gerou uma série de ondas que progrediram no oceano à velocidade de 700km/h. Em Sumatra, as ondas atingiram a altura de 10 -15 m, Tailândia, 3 - 5 m, Sri Lanka, 5 -10 m e no Quénia, 2 -3 m (Marshall, 2005).
Enquadramento tectónico, localização do epicentro e países atingidos.
http://www.starnews2001.org/tsunami/tsunami.html
Diapositivo 33/44 A Terra tremeu perto da ilha de Sumatra, no Oceano Índico, a 26 de dezembro de 2004, durante três longos minutos. Um sismo com magnitude entre 8,9 e 9, na escala de Richter, fez-se sentir em toda a região, sendo um dos mais violentos dos últimos anos (Marshall, 2005). Um tsunami formou-se como consequência desse sismo e abateu-se violentamente sobre todas as regiões costeiras, desde a paradisíaca ilha tailandesa de Phuket até à costa da Somália, na África Oriental. O número de vítimas foi assustadoramente elevado, 250 mil mortos e um incalculável número de feridos e desalojados.
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SUMATRA, 2004 Localização do epicentro do terramoto de 26 de Dezembro. Tailândia
A figura mostra o comprimento aproximado da zona de rotura. O epicentro do sismo está representado pela estrela e localização epicentral de mais de 590 réplicas estão assinaladas pelos círculos vermelhos.
Myanmar Ilhas Andaman
Malásia
Modan Indonésia
Adaptado de http://www.earthquakes.bgs.ac.uk/late
Diapositivo 34/44 O epicentro localizou-se a cerca de 150 km da costa ocidental da ilha de Sumatra, na Indonésia, na junção tripla de três placas tetónicas, onde os principais terramotos e tsunamis ocorreram no passado. A profundidade focal foi muito pequena, aproximadamente dez quilómetros (Pararanas – Carayannis, 2005).
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SUMATRA, 2004 Sismogramas do terramoto de Sumatra.
Registo da chegada das ondas P (Rede PEPP).
Registo do Instituto de Geofísica (Lisboa).
http://www.igidl.ul.pt/noticias_antigas.htm; http://www.iub.edu/~pepp/earthquakes/images/sumatra12_26_04/peppsi_BHZ_R.gif
Diapositivo 35/44 O diapositivo apresenta um sismograma do terramoto de Sumatra, registado pela Rede PEPP (Projeto da Física da Terra de Princeton)
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SUMATRA, 2004 Cartas mareográficas do tsunami.
epicentro
Phuket e Sri Lanka, em 2 horas.
Costa Africana, entre 8 a 11 horas.
Adaptado de http://staff.aist.go.jp/kenji.satake/Sumatra-E.html
Diapositivo 36/44 Estas cartas mostram o tempo de chegada do tsunami. Em regiões onde as fontes tsunamigénicas são bem determinadas estas cartas são geralmente utilizadas como partes de um sistema de alarme. O professor pode fazer uma analogia com as cartas de isossistas e assim recordar um conteúdo já lecionado.
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SUMATRA, 2004 Imagens de satélite de Ikonos, antes e depois do tsunami.
www.migel.com/tsunami-asia-historic-2004-dec/tsunamis...
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SUMATRA, 2004 Band Aceh, antes e depois do tsunami.
Band Aceh
Mapa adaptado de (http://www.starnews2001.org/tsunami/tsunami.html); http://www.jeffooi.com/archives/banda_aceh_south_ov_050102_.jpg
Diapositivo 37 e 38/44 Os diapositivos mostram a destruição causada pelo tsunami de 26 de dezembro de 2004.
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SUMATRA, 2004 Vila de Gleebruk, antes e depois do tsunami.
Gleebruk
Mapa adaptado de (http://www.starnews2001.org/tsunami/tsunami.html); http://www.digitalglobe.com/tsunami_gallery.html
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SUMATRA, 2004 Tailândia.
Koh lanta
Phuket
Kao Lask
Praia de Patong
Mapa adaptado de (http://www.starnews2001.org/tsunami/tsunami.html); (http://www.asiantsunamividieos.com/)
Diapositivo 39 e 40/44 Outros exemplos das consequências do tsunami de 26 de dezembro de 2004.
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SUMATRA, 2004 Sri Lank, praia de Kalutara antes e depois do tsunami.
Mapa adaptado de (http://www.starnews2001.org/tsunami/tsunami.html); http://www.digitalglobe.com/tsunami_gallery.html
Diapositivo 41/44 Este diapositivo mostra os efeitos do tsunami em Sri Lanka.
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MEDIDAS DE MITIGAÇÃO DO RISCO DE TSUNAMIS Evitar novas construções em áreas de invasão de tsunamis, exceptuando instalações marinhas e outras que necessitam proximidade à água. Proibir a localização de estruturas com alta densidade populacional em áreas prováveis de ocorrência de tsunamis. Nas áreas de potencial inundação, proibir novas construções e classificar como não habitáveis as construções existentes. Estabelecer padrões de construção para estruturas nos portos e nas áreas de invasão conhecidas. Onde for economicamente viável, estabelecer limitações para minimizar a inundação ou para reduzir a força das ondas. Estas medidas incluem: Plantar árvores entre a linha da costa e as áreas que requerem protecção. Construir paredes de protecção ao longo de zonas junto à costa e quebra-mar nas entradas de baías e portos. Onde existe desenvolvimento, estabelecer sistemas de alerta adequados e planos de evacuação. Nichols e Buchanan-Banks, 1974; Blair, 1979
Diapositivo 42/44 O conhecimento e a compreensão de como os eventos naturais ocorrem permite planear e controlar os meios de minimização destas catástrofes. Uma vez que os tsunamis são imprevisíveis, a monitorização e os sistemas de alerta são essenciais para manter as populações informadas sobre a ameaça destes fenómenos naturais. No entanto é difícil evitar os prejuízos materiais mas é possível evitar grandes perdas de vidas humanas, evacuando as populações no período de tempo entre a ocorrência do sismo e a chegada do tsunami à costa (Lopes, 2005). Para isso é necessário uma interação dos sectores científicos, político e comunitário para implementar corretamente as medidas de mitigação (Garcia LópezDavalillo, 2005).
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MEDIDAS DE MITIGAÇÃO DE RISCO DE TSUNAMIS O exemplo do papel da educação A britânica Tilly Smith, de 10 anos, nunca imaginou que os conhecimentos adquiridos na aula de geografia salvariam a sua vida, a da sua família e de cem outras pessoas. Na manhã de 26 de Dezembro de 2004, Tilly estava na praia de Maikhao, em Phuket, na Tailândia, quando viu o mar recuar. Lembrou-se do trabalho que tinha realizado na escola sobre tsunamis, alertou a mãe, que junto com os empregados do hotel avisaram as pessoas que estavam na praia. Todos fugiram, minutos antes da primeira onda alcançar a praia. Em Maikhao, graças a Tilly, ninguém morreu.
http://www.starnews2001.org/tsunami/tsunami.html
Diapositivo 43/44 A revista “New York Post” relata uma história de uma menina inglesa de 10 anos que estava a passar férias com os pais na ilha de Phuket, na Tailândia, durante a ocorrência do tsunami. De acordo com aquele órgão de comunicação social, a menina pôde evitar uma tragédia, ao salvar-se a si, à sua família e a outras pessoas que estavam na praia, por ter aplicado os conhecimentos que tinha adquirido, semanas antes, na escola sobre as características dos tsunamis. Com efeito, ao ver o recuo do mar, apercebeu-se do que estava a acontecer e, aos gritos, avisou os pais e as pessoas que estavam perto dela, para que se afastassem para os sítios mais altos da ilha, salvando assim a sua vida e a de algumas pessoas. Esta história poderá ser usada como motivação para a importância do conhecimento dos fenómenos naturais e do papel da educação na mitigação dos seus riscos.
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PROGRESSOS ALCANÇADOS NA RESPOSTA AOS TSUNAMIS Alaska, 1946 - em consequência deste tsunami foi criado em 1948 o Centro de Advertência de Tsunamis do Pacífico. Chile, 1960 - o desastre alertou as autoridades para a necessidade de educação pública sobre a reacção a tsunamis. Alaska, 1964 - a destruição causada por este tsunami levou à criação do Centro de Advertência de Tsunamis do Alaska.
http://www.quarks.de/dyn/pics/1239 2-12469-2-kap3_3.jpg
Sumatra, 2004 - a destruição causada por este tsunami levou à criação do Sistema de Alerta contra Tsunamis e de Mitigação dos seus efeitos no Oceano Índico.
http://home.moravian.edu/users/phy s/mejjg01/Professional/image_page s/tsunami%20course/palmer_tsuna mi_center.jpg
Diapositivo 44/44 Para terminar, este diapositivo mostra como as respostas às catástrofes podem conduzir a avanços no campo científico e humano.
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