Física mostra-nos que a energia é sempre transmitida em ondas. Cada onda tem um ponto alto chamado crista e um ponto baixo chamado calha. A altura de uma onda desde a linha central até a sua crista é a sua amplitude. A distância entre as ondas da crista à crista (ou da calha à calha) é o seu comprimento de onda.
A energia dos terremotos viaja em ondas sísmicas, que foram discutidas no capítulo “Tectônica de Placas”. O estudo das ondas sísmicas é conhecido como sismologia. Os sismólogos usam as ondas sísmicas para aprender sobre terremotos e também para aprender sobre o interior da Terra. Os dois tipos de ondas sísmicas descritos em “Tectônica de Placas”, ondas P e ondas S, são conhecidas como ondas corporais porque elas se movem através do corpo sólido da Terra. As ondas P viajam através dos sólidos, líquidos e gases. As ondas S só se movem através dos sólidos. Ondas superficiais viajam ao longo do solo, para fora do epicentro de um terremoto. As ondas superficiais são as mais lentas de todas as ondas sísmicas, viajando a 2,5 km por segundo. Em um terremoto, ondas corporais produzem abalos bruscos, enquanto movimentos de ondas de superfície rolantes fazem a maioria dos danos em um terremoto.
Medida de Magnitude
Sismogramas registram ondas sísmicas. Ao longo do século passado, os cientistas desenvolveram várias formas de medir a intensidade do terremoto. O método atualmente aceito é a escala de magnitude do momento, que mede a quantidade total de energia liberada pelo terremoto. Um sismógrafo produz uma representação gráfica das ondas sísmicas que ele recebe e as registra em um sismograma. Os sismogramas contêm informações que podem ser usadas para determinar quão forte foi um terremoto, quanto tempo ele durou e a que distância ele estava. Os sismômetros modernos registram movimentos de terra usando detectores eletrônicos de movimento. Os dados são então mantidos digitalmente em um computador.
Se um sismograma registra ondas P e ondas de superfície, mas não ondas S, o sismógrafo estava do outro lado da Terra do terremoto, porque essas ondas não podem viajar através do núcleo líquido da Terra. A amplitude das ondas pode ser usada para determinar a magnitude do terremoto, que será discutida em uma seção posterior. Para localizar um epicentro sísmico, os cientistas devem primeiro determinar a distância do epicentro de três sismógrafos diferentes. Quanto mais longo o tempo entre a chegada da onda P e da onda S, mais distante fica o epicentro. Portanto, a diferença nos tempos de chegada das ondas P e S determina a distância entre o epicentro e um sismômetro. Esta animação mostra como a distância é determinada usando P, S, e ondas de superfície.
O cientista então desenha um círculo com um raio igual à distância do epicentro para aquele sismógrafo. O epicentro está algures ao longo desse círculo. Isto é feito para três locais. Usando dados de dois sismógrafos, os dois círculos vão interceptar em dois pontos. Um terceiro círculo irá interceptar os outros dois círculos num único ponto. Este ponto é o epicentro do terremoto. Embora útil durante décadas, esta técnica foi substituída por cálculos digitais. As estações sísmicas registram dez terremotos nesta animação.
Medindo terremotos
As pessoas sempre tentaram quantificar o tamanho e os danos causados pelos terremotos. Desde o início do século 20, existem três métodos O mais antigo das escalas é chamado de escala de Intensidade de Mercalli. Os terremotos são descritos em termos do que os moradores próximos sentiram e dos danos que foram feitos às estruturas próximas. Esta escala é mais qualitativa na informação porque se baseia em danos visuais e não na energia real liberada pelo terremoto. Com a invenção da estação sismográfica, foi criada a escala de magnitude Richter. Desenvolvida em 1935 por Charles Richter, esta escala usa um sismômetro para medir a magnitude do maior abalo de energia liberada por um terremoto. Hoje, a escala de magnitude do momento substituiu a escala Richter. A escala de magnitude do momento mede a energia total liberada por um terremoto. A magnitude do momento é calculada a partir da área da falha que é rompida e da distância que o solo se deslocou ao longo da falha. A escala de Richter e a escala de magnitude do momento são logarítmicas. A amplitude da maior onda aumenta dez vezes de um número inteiro para o seguinte. Um aumento em um inteiro significa que trinta vezes mais energia foi liberada. Como é que a amplitude da maior onda sísmica de um terremoto de magnitude 5 se compara à maior onda de um terremoto de magnitude 4? Como se compara com um terremoto de magnitude 3? A amplitude da maior onda sísmica de um terremoto de magnitude 5 é 10 vezes a de um terremoto de magnitude 4 e 100 vezes a de um terremoto de magnitude 3.
Cada escala tem seus benefícios. Como mencionado acima, a escala de Intensidade de Mercalli é baseada em quanto dano alguém veria. Isto é relativo porque alguns lugares têm códigos de construção fortes, e o material rochoso por baixo irá impactar o solo tremendo sem mudar a energia liberada no foco. Com a escala Richter, um único abalo forte mede mais do que um terremoto muito longo e intenso que libera mais energia. A escala de magnitude do momento reflete com mais precisão a energia liberada e os danos causados. Hoje, a maioria dos sismólogos usa agora a escala de magnitude do momento.