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Plano de Aula

Como acontecem os terremotos

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Este plano de aula está ligado às seguintes reportagens de VEJA:

  • Tragédia na estrela dos Andes - 08/03/2010
  • Objetivos
    Entender como acontecem os terremotos, quais são as escalas usadas para medi-los, como se dá a propagação de ondas e qual a energia liberada.

    Conteúdos
    Propagação de ondas, energia, escalas Mercalli e Richter

    Tempo estimado
    Duas aulas

    Introdução

    Os terremotos são fenômenos naturais bastante frequentes, que liberam muita energia. Eles podem ser observados diariamente pelas estações geológicas distribuídas por todo planeta. Felizmente, a grande maioria desses tremores passa despercebida pela população, uma vez que são de baixa intensidade. Há, porém, alguns terremotos que causam danos irreparáveis às pessoas e à economia dos países envolvidos. VEJA desta semana traz um artigo de Roberto Pompeu de Toledo em que o autor descreve as sensações de uma pessoa ao vivenciar um tremor de terra de alta intensidade. Aproveite o texto para discutir com seus alunos a propagação de ondas e a energia liberada num abalo sísmico.

    1ª aula
    Inicie a aula perguntando aos alunos se algum deles já sentiu o chão tremer. Lembre-os que não precisa ser necessariamente um terremoto. Pode ser em um estádio - durante um jogo ou um show - em uma festa ou mesmo parado no transito sobre uma ponte. Qual é a sensação que tiveram? O tremor chega a causar medo? Parece que a estrutura vai desabar ou cair? Pergunte, também, como se sente uma pessoa durante um terremoto. Quando a turma terminar de responder estas questões, leia com eles o artigo "No terremoto e fora de casa", publicado em VEJA e pergunte: eles voltariam para o hotel após o tremor?

    Em seguida, explique à turma por que ocorrem terremotos. O interior da Terra é composto por magma - rocha quente e líquida - sobre o qual flutuam as placas tectônicas - imensos blocos de rocha - que formam a crosta terrestre. Essas placas estão em contacto e se apóiam umas sobre as outras, numa situação de equilíbrio dinâmico (veja a imagem abaixo).

    Limites das placas tectônicas e vulcões ativos
Imagem: BETO/PINGADO /></div>
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    Limites das placas tectônicas. Imagem: Beto Uechi/ Pingado

     

     

     

     

     

    Quando esse equilíbrio é desfeito, temos um movimento relativo repentino, liberando grande quantidade de energia. Essa energia se propaga pela Terra de duas formas: em ondas primárias (ondas P) longitudinais, que se movimentam com velocidades entre 1,6 e 8 km por segundo, dependendo do material por onde estão se propagando; e ondas secundárias (ondas S) transversais, que são um pouco mais lentas. Quando essas ondas atingem a superfície da Terra, sentimos seus efeitos na forma de terremotos.

    Reúna os alunos em grupos, retome o texto e proponha as seguintes questões:

    1) É muito comum ouvirmos falar que: "Felizmente, terremotos não acontecem no Brasil". Essa frase está correta?

    2) No relato da escritora Marisa Lajolo, ela afirma: "A terra ainda treme, são os repiques secundários do terremoto". O que seriam esses "repiques secundários" do terremoto? É possível associá-los com as ondas sísmicas?

    Aguarde os grupos elaborarem as respostas e explique que, mesmo estando localizado sobre o centro de uma placa tectônica, o Brasil não está imune a terremotos. Eles são menos frequentes, mas ocorrem. Conte à turma que, em 1955, por exemplo, terremotos de 6,6 pontos na escala Richter atingiram o Mato Grosso e o Espírito Santo e, em 2007, aconteceu em Itacarambi, Minas Gerais, um terremoto que causou a morte de uma menina de 5 anos e deixou mais de 70 famílias desabrigadas.

    Para responder à segunda pergunta, lembre os alunos que as ondas secundárias são mais lentas do que as ondas primárias, e por isso ocorrem repiques algum tempo depois do tremor, como aqueles relatados por Marisa Lajolo.

    2ª aula
    Retome com a classe a questão dos terremotos e coloque o problema: Como medir um terremoto? O que pode ser medido? Enquanto a turma responde, vá organizando as sugestões no quadro em duas categorias: a partir dos estragos causados e a partir da energia envolvida.

    Após anotar as respostas, comente com a galera que, de fato, as duas escalas mais utilizadas têm esses dois critérios: a escala qualitativa de intensidade Mercalli está referenciada nos efeitos produzidos pelos terremotos - vibrações, rachaduras, quedas de casas etc. - e a escala quantitativa de magnitudes Richter está associada à energia sísmica liberada.

    A magnitude de um terremoto e a energia liberada por ele podem ser relacionadas pela equação de Gutenberg-Richter:

    log E = 11,8 + 1,5M

    Na qual E representa a energia liberada (em erg) e M é a magnitude do terremoto. Chame a atenção dos alunos para o fato de que a escala Richter é logarítmica, o que significa que um terremoto de, por exemplo, 4 graus nessa escala é dez vezes mais potente do que um de 3 graus.
    Proponha que os alunos utilizem a tabela ao lado e calculem a energia liberada pelos dez terremotos que mais mataram pessoas. Peça que comparem os resultados com a energia liberada pela bomba atômica de Hiroshima.

     

    Ano Local Magnitude
    1908 Messina, Itália  7,2
    1920 Gansu, China  8,6
    1923 Kanto, Japão 7,9
    1927 Qinghai, China  7,9
    1932 Gansu, China  7,6
    1935 Quetta, Paquistão  7,5
    1948 Turcomenistão 7,3
    1970 Peru 7,9
    1976 Tangshan, China  7,5
    1990 Iran 7,7

    Para tanto, é importante lembrá-los de que a bomba de Hiroshima tinha poder destrutivo de aproximadamente 18kTon (de TNT), que corresponde a 75 TJ (teraJoule, ou seja: 1012 joules!) e que 1 erg corresponde a 10-7 joules. Aguarde que os alunos terminem os cálculos e confirme os resultados com eles.

    Os resultados esperados são, aproximadamente:

    Ano Local comparação em bombas de Hiroshima (mil)
    1908 Messina, Itália  4
    1920 Gansu, China  500
    1923 Kanto, Japão 45
    1927 Qinghai, China  45
    1932 Gansu, China  16
    1935 Quetta, Paquistão  11
    1948 Turcomenistão 5,6
    1970 Peru 45
    1976 Tangshan, China  10
    1990 Iran 22

    Avaliação

    Finalize a atividade pedindo aos alunos que façam uma autoavaliação sobre seu aprendizado nestas aulas, considerando sua participação e comparando seus conhecimentos prévios aos que possui agora. Recolha a auto-avaliação e analise as respostas da turma.

    Consultoria Gustavo Isaac Killner
    professor de Física do Colégio Santa Cruz, de São Paulo

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