Refração de ondas sísmicas

RKA22JL - E aí, pessoal, tudo bem? Nesta aula, nós vamos revisar rapidamente os conceitos de refração. Mas, claro, o foco aqui vai ser as ondas sísmicas ou melhor dizendo, quando essas zonas sísmicas sofrem refração e quando vão de um meio mais lento para o meio mais rápido. E isso também se aplica a quando estudamos as ondas luminosas ou qualquer outro tipo de onda. E digamos que eu tenha um meio lento e um meio rápido aqui, de maneira que possamos viajar por ambos, sólido e líquido. E vamos pensar no que acontece com as ondas P. O meio lento pode ser algum tipo de líquido e o meio rápido pode ser algum tipo de sólido. E aí, nós temos uma fronteira aqui e digamos que uma onda P intercepte ela. Ou seja, é uma onda sísmica viajando pela água e atingindo essa fronteira perpendicularmente. O que acontece é que vai continuar viajando no meio rápido, na mesma direção. Ou seja, passa direto pela fronteira e vai viajando mais e mais rápido. Isso porque meios mais rápidos são mais densos, e, com isso, suas moléculas se chocam mais rapidamente. Nesse caso, não tem refração, ou seja, a onda não foi desviada. E só relembrar aqui rapidinho o que é refração. Geralmente, quando a onda é desviada, é porque existe uma refração. E reflexão é quando a onda retorna totalmente. Já refração é quando ela desvia um pouco. Por exemplo, se nós tivermos uma fronteira aqui e a onda retorna, isso é uma reflexão. Mas se passa por essa fronteira e desvia um pouco, então nós temos refração. Portanto, fica bem claro que essa onda não sofreu refração. Mas e se a nossa onda P vem em um ângulo diferente? Eu posso fazer uma analogia que vai ajudar bastante. Vamos dizer que você tenha um veículo aqui com quatro rodas e que você esteja vendo o movimento dele de cima. E aí, nesse meio, ele vai se movendo lentamente. Pense nesse meio como um lugar cheio de lama. Nesse lugar, o carro não vai ter uma boa atração, não é? Agora, o próximo meio é uma estrada toda asfaltada, sem buracos e toda perfeitinha. O carro vai ter uma ótima atração nela, não é? Por isso, ele vai se mover mais rápido, mas pense no que acontece quando o veículo chega na fronteira desses dois meios. A roda dianteira vai chegar mais rápido do que as outras, e, com isso, ela vai tracionar primeiro Enquanto isso, essas duas rodas ainda vão estar na lama. E o que vai acontecer? Essa roda vai fazer o carro andar mais rápido e girar. Ou seja, como as rodas do lado direito são mais rápidas, Elas vão fazer o carro mudar de direção. Ele vai mudar para essa direção. A onda se comporta semelhante a esse carro. Se a onda P se aproxima dessa fronteira, algo vai acontecer semelhante a nível molecular. Tente imaginar isso como um par de bolas de bilhar se chocando. Esse exemplo do carro ajuda a entender para qual direção a onda vai refratar. Basicamente, quando a onda P muda de um meio mais lento para um meio mais rápido, o seu ângulo acentuará nessa direção. E você pode fazer o inverso. Se você tem uma onda vindo de um meio mais rápido, e claro, você pode imaginar aqui o seu carro vindo de um meio como a estrada asfaltada. E aí você pode ver que essa roda vai ficar presa na lama, isso vai fazer o carro andar um pouco mais lento e vai girar. Ou seja, o veículo vai ser refratado nessa direção e o mesmo acontece com as ondas. Mas, enfim, essa é só uma introdução do que é refração. Agora, vamos pensar no que acontece quando ondas sísmicas viajam através da terra. E isso nos ajuda a descobrir como a estrutura da terra é, de fato. Se a terra fosse feita de algum material uniforme e houvesse um terremoto aqui, um pouquinho abaixo da superfície, ou seja, um terremoto no lado interno da crosta terrestre, se a terra tivesse densidade uniforme, se fosse feita do mesmo material, como as ondas P viajariam por ela? Isso porque as ondas P viajam através de qualquer material, elas sempre iriam na mesma direção. Ou seja, essas ondas P não iriam sofrer refração. Elas apenas viajariam de forma direta partindo do ponto onde o terremoto aconteceu. Mas vamos ver um segundo exemplo. Quanto mais fundo vamos na terra, nós temos mais rochas sobre nós e o peso dessas rochas estão nos comprimindo. E com isso, a pressão está cada vez maior e a densidade também. Essa é a terra uniforme. E para um segundo exemplo, vamos imaginar uma terra uniforme e toda sólida. É tão sólida que a densidade vai aumentando de acordo com o que descemos. Mas, antes disso, vamos entender primeiro o que é a densidade, vamos entender melhor essa densidade, e ela vai aumentando cada vez que nós nos aprofundamos. Digamos que eu tenha aqui uma superfície da terra que é menos densa e temos outra camada que é mais densa. E ainda temos uma outra camada que é ainda mais densa. E, por fim, uma última camada que é a mais densa de todas. Geralmente, uma onda P, uma onda sísmica, ela viaja mais rápido em materiais mais densos, O que significa que ela vai viajar mais rápido aqui do que aqui, e aqui do que aqui, e aqui do que aqui. E se ela viajar ao contrário, ela está indo de um material menos denso para um mais denso. E o que acontece se ela estiver vindo com um ângulo de incidência nessa direção? Para isso, vamos imaginar o nosso carro de novo. Esse pneu vai ser capaz de andar mais rápido do que os outros, e por isso o carro vai virar para a esquerda. Ou seja, vai viajar nessa direção. E o que acontece nessa fronteira? Imagine o carro de novo. O pneu dianteiro vai estar aqui, o que vai fazer com que o carro gire de novo para a esquerda. E aí, vamos chegar na fronteira com o material mais denso de todos. E podemos posicionar de novo o nosso carro e ver que ele vai girar para a esquerda. E, de novo, a onda P sofre uma refração. Basicamente, quando estamos indo de um material menos denso para o mais denso, nós estamos fazendo uma curva para fora. E se continuarmos assim, nós vamos ter essa camada menos densa e a densidade aumentando cada vez mais, chegando na camada mais densa de todas, como será a refração? Vai ser uma curva contínua parecida com essa. A onda P seria constantemente refratada assim. E esse é um exemplo onde a terra é uniforme, mas sabemos que não é bem assim que acontece, né? Podemos até assumir uma outra coisa aqui. Uma terra uniforme em termos de composição, e ela é densa no núcleo. Como as ondas P ou quaisquer ondas sísmicas vão viajar através dela? Se o seu terremoto acontece aqui, as ondas que estão indo para baixo continuam indo. Isso porque nós sabemos que ondas perpendiculares, elas não sofrem mudanças quando mudamos de meio. Mas as ondas que tiverem um ângulo diferente, elas vão ser cada vez mais desviadas para fora. Elas vão ser refratadas. Qualquer onda que não for perpendicular à fronteira vai ser refratada. E nas próximas aulas, nós vamos ver como aplicar isso em ondas sísmicas. Eu espero que essa aula tenha os ajudado. E até a próxima, pessoal!