Exercicis del tema 5. La geosfera
Exercici 1
Les dades que trobareu a la taula adjunta corresponen a un dels terratrèmols més importants ocorreguts a França. Es va produir l’11 de juny de 1909 a la regió de Provença i va ocasionar més de quaranta morts i nombroses pèrdues materials.
1. Quina és l’escala de mesura utilitzada en el registre del sisme que figura a la taula adjunta? Expliqueu quina informació ens dóna del terratrèmol i com s’obté aquesta informació.
2. Confeccioneu, a partir de les dades anteriors, un mapa d'isosistes damunt del mapa de la zona que us adjuntem
3. Estan les isosistes relacionades amb l'energia real despresa pel terratrèmol? Podeu establir el focus del sisme a partir del mapa d’isosistes? Justifiqueu les respostes.
Resposta
1. Escala
MSK o de Mercalli. Mesura la intensitat en base a l’observació
dels danys ocasionats pel sisme i el grau de percepció que ha tingut
la població.
2. Veure dibuix adjunt.
Observació: La forma de les isosistes de la fig. adjunta es orientativa. Cal, però que continguin les localitats que tenen el mateix valor d’intensitat. Tal com estan situades les poblacions, les dues que han mostrat intensitat X cal que estiguin contingudes per una isosista de grau IX; i poden dibuixar-se amb dos isosistes de X separades (tal com mostra la fig. adjunta) o amb una sola isosista que contingui les dues localitats.
3. Per mesurar un sisme hi ha dues escales. La de Ritcher mesura la magnitud, és a dir, permet de calcular l’energia alliberada per un terratrèmol. L’escala MSK, adaptada de Mercalli, mesura la intensitat en base a l’observació dels danys ocasionats pel sisme i el grau de percepció que ha tingut la població. No existeix necessàriament una relació entre la intensitat i la magnitud d'un sisme, ja que els valors d'intensitat depenen de la distància a l'epicentre i de la tipologia dels materials que conformen el territori; així les construccions que descansen sobre materials compactes com calcàries i granits noten menys els efectes de les ones sísmiques, mentre que aquells edificis construïts sobrematerials incoherents com argiles, al•luvions i terraplens artificials pateixen més les conseqüències. Les isosistes d'intensitat no ens permeten determinar amb exactitud el focus o hipocentre del terratrèmol, ja que aquestes determinen unes àrees concèntriques amb un mateix grau de percepció del sisme, i com hem afirmat anteriorment aquesta percepció depèn d'un seguit de factors al marge de la veritable magnitud que el terratrèmol hagi tingut. En qualsevol cas el focus es pot localitzar a profunditats variables, cosa que les isosistes tampoc no permeten determinar. Les isosistes d'intensitat permeten tan sols fer una aproximació de l’àrea epicentral del sisme.
Exercici 2
(Extracte de la notícia donada pel diari Avui, 19 de febrer de 1996)
Catalunya va viure ahir a la matinada un dels terratrèmols de més magnitud d'aquest segle. La sacsejada va poder apreciar-se a tot el Principat, sobretot en zones del Pirineu oriental. L'epicentre del terratrèmol va localitzar-se a la vall d'Anglí, prop de la vila de Sant Pau de Fenollet, a la Catalunya Nord, i l'Institut Geològic d'Estrasburg va calcular-ne la magnitud en 5,6 graus. Aquest poble va patir les pitjors conseqüències de la sacsejada, ja que alguns marges es van esllavissar i diversos edificis van quedar esquerdats i amb fissures. El guix del sostre de l'església parroquial es va esmicolar, tot i que a quasi totes les cases es va trencar algun objecte. A Perpinyà, ciutat propera a l'epicentre, no es van produir desperfectes als edificis, però hi va haver alarma entre el veïnat. La sotragada, de magnitud 5,6, va ser seguida d'una segona, de magnitud 3,7.
1. Per mesurar el grau d'un sisme hi ha dos tipus d’escales. Quines són? Expliqueu les diferències que hi ha entre aquestes escales i indiqueu la informació del text referent a l'una o a l'altra.
2. Citeu les normes de prevenció que s’han d’adoptar en una zona d'alt risc sísmic.Resposta
1. El grau d'un sisme ens mostra l'energia alliberada. Les dues escales que es fan servir permesurar-lo són:
-Escala de Richter. Mesura la magnitud que es refereix a l'energia alliberada per un terratrèmol. Es calcula a partir de l'amplitud de l'ona S més gran d'un sismograma i de la distància a l'epicentre. Aquesta escala és oberta i s'expressa en números aràbics que queden compresos entre deu primers números. El més gran mesurat fins el moment és de 8,9 graus en aquesta escala.
-Escala MSK o de Mercalli modificada. Mesura la intensitat en què una regió és afectada per un sisme. Es basa en l'observació sobre el terreny dels danys ocasionats per un sisme. La intensitat segons Mercalli depèn de la distància de l'epicentre, així com de la vulnerabilitat de la zona. La mesura de la intensitat es defineix en 12 graus que es representen en forma de números romans (de l'I al XII).
En el text de l'exercici, parla de la magnitud 5,6 en l'epicentre del sisme i es refereix evidentment a l'escala de Richter. En cap moment s'especifiquen els graus per mesurar la intensitat segons l'escala de Mercalli, però si que ens dóna dades dels danys originats en els diferents indrets on s'ha notat la sacsejada, com els marges que es van esllavissar, les esquerdes dels edificis, el guix del sostre que es va esmicolar, el trencament dels objectes, l'alarma entre el veïnat, les portes i finestres que es van obrir, etc., la qual cosa ens permetria conèixer aproximadament la seva intensitat en aquesta escala.2. El millor seria l'ordenació territorial a partir de mapes de perillositat i allunyar la població de les zones d’alt risc, però això actualment és molt difícil de porta a terme. Si que es fa una prevenció a la població amb mesures com la construcció d'edificis seguint les normes sismoresistents i informant a la població sobre les actuacions que han de seguir davant de l'amenaça d'un terratrèmol, com amagar-se sota les taules, emmagatzemar mantes o aigua en dipòsits a prova de sismes,…
Dins del sistema fluviotorrencial, els fenòmens d'erosió hídrica i els moviments en massa són els principals mecanismes pels quals es produeix la denudació (pèrdua de material) en una àrea concreta.
1. La figura adjunta representa una zona en la qual s'ha realitzat una excavació. D'acord amb les característiques litològiques, estructurals i morfològiques dels talussos resultants, raoneu en quins sectors es podrien desenvolupar fenòmens d'erosió hídrica i moviments en massa.
2. Proposeu mesures correctives concretes per minimitzar cadascun dels fenòmensque es puguin desenvolupar.
Resposta
1.
En el cas del talús més verticalitzat, el localitzat més
proper a la casa -direcció nord-, la inclinació de les roques
del substrat (calcàries) és en contra del talús, i per
tant afavoreix la seva estabilitat. Amb aquesta disposició dels estrats,
i en cas que produeixin moviments en massa, previsiblement correspondran a
inestabilitats del tipus despreniments.
En el cas de l'altre talús, el situat prop de l'extrem sud del tall,
tampoc és probable que els materials del substrat desenvolupin moviments
en massa ja que el pendent del talús és inferior a l'angle inclinació
dels estrats. No obstant, els sòls i les formacions superficials si
que potencialment es podrien veure afectats per moviments del tipus flux i/o
esllavissament.Pel que fa als fenòmens d'erosió hídrica,
aquests podrien afectar a aquest darrer talús. En aquest cas, el tipus
de material és susceptible a desenvolupar-los.
2. Com a mesures correctives es podrien proposar les següents:
Per evitar els despreniments al talús nord: xarxes metàl•liques, ancoratges o gunitats.
Pels esllavissaments o flux al talús sud: murs de contenció, esculleres, abancalaments del vessant, excavació del conjunt de sòls i formacions superficials,....
Pels fenòmens d'erosió hídrica al talús sud: abancalaments-bermes- del talús i reforestació, cunetes per
recollir i desviar l'escorriment superficial, ....
Exercici 4
Els processos geològics externs són fenòmens dinàmics que de manera natural es desenvolupen sobre el nostre territori. Quan les activitats humanes es poden veure afectades per aquests processos, es generen situacions de risc.El tall esquemàtic representat en la figura adjunta n’és un exemple.
1. Quins tipus de processos geoambientals s'observen en la figura adjunta? Raoneu la resposta.
2. D’aquests processos i tenint en compte que la surgència pot donar cabals molt alts, superiors als 120 litres/segon, durant unes poques hores, quines situacions de risc es deriven? Es podria veure la carretera afectada per un esllavissament? Per què?
Resposta
1. Processos càrstics i gravitatoris.
La carstificació que afecta a les roques calcàries es dedueix a partir de les morfologies que presenta en superfície (rascler) i en profunditat (coves i avencs). L'existència d'una font també és indicativa dels processos de carstificació que afecten a aquests materials. Els processos gravitatoris corresponen a despreniments de blocs de la cinglera. A favor de les esquerdes s'individualitzen blocs de calcàries, que per efecte de la gravetat cauen i s'acumulen en el vessant.
2. L'edificació presenta un risc d'esfondrament i el camí es pot veure afectat per la caiguda de blocs (despreniments) i inundacions. Cal recordar que els cabals que pot arribar a donar la surgència són molt alts, superiors als 120 l/s (432 m3/hora).
Sí. La carretera es podria veure afecta per esllavissaments ja que la disposició de les capes de gresos amb intercalacions d'argiles presenten una inclinació favorable i l'abundant sortida d'aigua de la font podria també ser un factor desencadenant.
Exercici 5
El complex volcànic Teide-Pico Viejo, situat al centre de l'illa canària de Tenerife, ha presentat activitat volcànica en les darreres desenes de milers d'anys, cosa que ha generat un edifici de tipus central que encara està actiu. Malgrat que les darreres erupcions històriques se situen en el segle xv, a partir de les cròniques del diari de Cristòfor Colom, la seva altitud (3.718 m sobre el nivell del mar), la inestabilitat dels vessants, la presència de neu durant gran part de l'any i la possibilitat de mecanismes eruptius violents n’aconsellen l’estudi i la vigilància de tota l'illa. Al mapa adjunt es pot observar la situació de tres zones de l’illa de Tenerife on la probabilitat d'erupció volcànica és més alta, segons un estudi realitzat pel Govern de les Canàries i el Consejo Superior de Investigaciones Científicas. També hi estan localitzades les quatre poblacions principals de l'illa.
1. A partir de la morfologia de l'illa, que s'interpreta amb les corbes de nivell representades al mapa, marqueu les zones que quedarien afectades per les colades que sortirien de cadascun dels tres punts. Indiqueu el grau de perill (màxim, mitjà, baix, nul) que representen per a cadascuna de les poblacions indicades les colades de lava que sorgirien per cadascuna de les 3 zones de màxima probabilitat d'erupció.
2. Quins precursors o indicis es fan servir per determinar la imminent probabilitat del’erupció d'un volcà?
Resposta
1. Vegeu mapa adjunt. Cal que l'alumnat s'adoni que les colades descendirien cap al mar seguint les valls i/o torrenteres existents a les zones properes als possibles focus emissors.
2.
• Canvis apreciables en l'elevació del terreny (pujada i baixada)
•
Aparició o increment d'emissió de fumaroles: CO2 , SO2 i aigües
termals, canvis en la
seva composició
• Augment de terratrèmols
• Altres com: variacions en la temperatura del sòl, variacions del camp magnètic, variacions en el camp gravitacional, anomalies geoquímiques, etc.
Exercici 6
El 18 de
juliol de 1998, un tsunami va arrasar les costes de Papua Nova Guinea. Va
causar 700 morts, milers de desapareguts i centenars de ferits, i 6.000 persones
es van quedar sense casa. El mapa següent representa els tsunamis o terratrèmols
submarins més importants dels darrers anys (no hi figura el de Papua
Nova Guinea).
1. Què és un tsunami? Com es produeix? Quins efectes té?
2. Per quina raó es produeixen més tsunamis a l'oceà
Pacífic que en qualsevol altra àrea del món? Expliqueu
ho des de la perspectiva de la teoria de la tectònica de plaques.
Resposta
1. Un tsunami és el nom que donen els japonesos a una onada lliure transoceànica geganta que pot tenir alçades 10 vegades superiors a les normals, de gran velocitat de propagació i pot arribar terra endins a distàncies molt allunyades de la costa. Es produeixen per terratrèmols amb epicentres en els fons marins o propers a la costa, esfondraments del fons oceànic o erupcions volcàniques submarines. Originen una o dues ones amb una longitud d’ona que es desplacen amb velocitats condicionades per la profunditat de la conca oceànica a grans distàncies fins i tot d'una part a l'altra de l'oceà Pacífic. Els efectes sobre la costa són altament destructius inundant primer els terrenys propers a la costa i després arrossegant tot cap al mar en la retirada de les aigües.
2. La causa principal cal trobar-la en què hi ha molts més volcans actius en els marges oceànics (cordó de foc del Pacífic). És una zona de contactes entre plaques que en molts quilòmetres són vores de subducció properes a la costa, generalment amb força activitat sísmica, que pot ser de magnituds elevades. Per contra en les zones de confluència divergent de plaques (Atlàntic) els terratrèmols solen ser de menys magnitud i, per tant, els tsunamis són menys freqüents.