Conteúdo - Estrutura da Terra 3

A partir dos dados obtidos de vários sismogramas, é possível traçar-se um gráfico, como o representado acima, que relaciona o tempo gasto pelas ondas sísmicas com a distância epicentral. A velocidade das ondas P e S aumenta com a distância ao epicentro e a velocidade da onda L mantêm-se constante. A velocidade média das ondas sísmicas não é constante. Para o caso considerado, aumenta com a profundidade (quanto maior é a distância epicentral, maior é a profundidade atingida pelas ondas sísmicas), o que significa que o meio de propagação, isto é, o interior da Terra não é homogéneo sob o ponto de vista das grandezas que influenciam a sua propagação.	Os raios sísmicos, tal como os raios luminosos, sofremreflexão e refracção ao passarem de um meio para outro de características físicas diferentes. Para ângulos de incidência superiores ao valor do ângulo crítico, o raio sísmico só se reflecte. Para valores inferiores ao valor do ângulo crítico, o raio sísmico refracta-se e reflecte-se. Em sismologia, à superfície de separação entre dois meios com propriedades físicas diferentes chama-sedescontinuidade. As trajectórias das ondas P e S são curvilíneas. Como a Terra é heterogénea, admite-se que as ondas sísmicas atravessem meios com propriedades físicas diferentes.
Esquema representando uma onda sísmica directa, reflectida e refractada. Logo que um raio sísmico toca uma superfície, separando dois meios de propagação diferentes (superfícies de descontinuidade), reflecte-se e/ou refracta-se de modo que as suas trajectórias permitem, aos sismólogos, conhecer as características dos meios atravessados.	Esquema representando possíveis comportamentos de uma onda P, numa superfície de descontinuidade, entre dois meios sólidos. São precisamente estes fenómenos de reflexão e de refracção que explicam o facto de as ondas atingirem a superfície terrestre de modo desigual, originando para cada sismo umazona de sombra, isto é, uma zona onde não se propagam ondas P e S directas e, consequentemente, não se manifesta actividade sísmica.
Esquema do trajecto das ondas sísmicas nas zonas mais superficiais da Terra. As estações sismográficas A, B e C, representadas no esquema, encontram-se a diferentes distâncias do epicentro de um mesmo sismo. Naturalmente é de esperar que as ondas cheguem primeiro à estação A, a mais próxima do epicentro, depois à estação B e, só depois, à estação C, que se encontra mais afastada. Em regra é assim que sucede. No entanto, nalguns casos, as ondas chegam primeiro à estação C. Tal só pode ser justificado admitindo que, ao atingirem determinada profundidade (na passagem do meio I para o meio II), a velocidade das ondas aumenta abruptamente, a ponto de percorrer em menos tempo um espaço maior. Em 1909, em Zagreb na Jugoslávia, André Mohorovicic, notável geofísico, depois de complicados cálculos matemáticos chegou à conclusão que uma descontinuidade separa a crosta terrestre do que se encontra por baixo; este limite, denominado em sua honra descontinuidade de Mohorovicic, descontinuidade de Moho ou descontinuidade M, situa-se a uma profundidade média de 40 quilómetros. À zona situada abaixo dessa descontinuidade chamou-se manto. A descoberta de Mohorovicic permitiu seleccionar dados com interesse para o conhecimento da estrutura da Terra. É de salientar que a profundidade da crosta (crusta) não é constante, variando entre os 5 e os 10 Km de espessura sob os oceanos, e entre os 20 e os 70 Km sob os continentes, sendo os valores mais elevados atingidos nas grandes cadeias montanhosas continentais. A diferença de velocidade de propagação das ondas P nos oceanos (7 Km/s) e nos continentes (6 Km/s) permite considerar a crusta (crosta) subdividida em dois tipos: crusta continental e crusta oceânica. Esta variação da velocidade das ondas P ao longo da crusta deve-se à variação da sua composição - a crusta continental é constituída, essencialmente por rochas graníticas (d=2,7), enquanto que a oceânica é constituída, principalmente, por rochas basálticas mais densas (d=2,9).	Esquema mostrando as zonas de sombra assinaladas pelo comportamento das S e P à profundidade de 2900 Km (limite da zona representada a amarelo) e 5.150 Km (limite da zona representada a branco), bem como os diferentes estados físicos das sucessivas camadas concêntricas da Terra, deduzidos a partir das velocidades de propagação das ondas sísmicas. Em 1906, o irlandês Oldham verificou que as ondas P registadas no pólo oposto ao epicentro de um sismo se encontravam atrasadas em comparação com as registadas nas proximidades do epicentro, propagando-se a 4,5 Km/s em vez dos 6,5 Km/s habitualmente observáveis. Oldham concluiu que "as ondas, penetrando a grande profundidade, atravessam um núcleo central composto por uma matéria diferente, que as transmite com menor velocidade". E, assim, admitiu-se pela primeira vez a existência de um núcleo, contudo, de dimensão desconhecida. Sete anos mais tarde, o alemão Beno Gutenberg consegue determinar a sua dimensão, depois de observar que, para cada sismo, existe um sector da superfície terrestre onde é impossível registar ondas sísmicas directas, isto é, ondas sísmicas que atingem a superfície terrestre sem sofrerem desvios na sua trajectória, que, no interior da Terra, é geralmente curvilínea. A esta faixa dá-se o nome de zona de sombra e a mesma situa-se a uma distância angular do epicentro compreendida entre os 105o e os 142o(103o e 143o); fazendo a conversão da distância angular em distância quilométrica, sobre a superfície terrestre, a zona de sombra de um sismo situa-se entre os 11.500 e os 14.000 Km de distância do epicentro. As estações sismográficas localizadas até 105o registavam a chegada das ondas P e Snos horários previstos; as estações situadas para além dos 142o do epicentro do sismo não registavam a chegada das ondas S (S sombra), e as ondas P (K) eram registadas com atraso em relação ao tempo previsto. Gutenberg demonstrou que esta zona de sombra se deve a uma descontinuidade. A análise comparada de séries de sismogramas de diferentes estações sismográficas permitiu a Gutenberg calcular a profundidade desta descontinuidade - 2.900 Km. Por este facto, a esta fronteira que assinala o início do núcleo, dá-se o nome de descontinuidade de Gutenberg (no esquema acima representado corresponde ao limite da zona amarela).