Os traços dos tremores: uma breve história da escala Richter

No estudo dos desastres naturais — sejam eles tornados, furacões, nevascas ou idas ao shopping em véspera de Natal —, a magnitude de um evento é vital para compreender sua duração e frequência. Furacões e tornados são medidos em classes, enquanto nevascas são demarcadas . Terremotos, por outro lado, são medidos pela quantidade de energia que liberam — um sistema mais conhecido como escala Richter.

Como funciona

Conhecida oficialmente como escala de magnitude local, a escala Richter é usada para medir a força de um tremor e expressá-la em um número que indique sua magnitude relativa. O sistema opera em escala logarítmica de base 10, medindo a amplitude das ondas sísmicas gravadas num sismógrafo. Sismógrafos básicos, ou sismômetros, usam uma massa inercial amortecida, que fica estática no lugar em relação ao resto do instrumento (pense num pêndulo suspenso sobre uma superfície de gravação). Este peso, devido a sua inércia, tem menos tendência a sair do lugar quando o chão treme, o que permite que os sismólogos possam medir o movimento do chão, comparando o movimento da estrutura versus o do peso em três eixos — norte-sul, leste-oeste e vertical.

Como se trata de uma escala logarítmica, cada número adicional na escala denota uma magnitude dez vezes maior — isto é, um tremor de 5,0 na escala Richter é dez vezes maior, além de liberar 31,6 vezes mais energia cinética, que um medindo 4,0. A energia liberada dobra a cada 0,2 pontos na escala. Ilustrando: um onda sísmica de 1,0 é tão forte quando detonar 170 gramas de TNT, enquanto uma de 8,0 é tão poderosa quanto detonar 6 milhões de toneladas de TNT.

A escala de Richter

O início do século XX foi um período empolgante e espantoso para a sismologia. No ano de 1906, Richard Dixon Oldham identificou pela primeira vez as partes independentes de um terremoto — ondas P, ondas S e ondas de superfície — e um tremor de 8,0 destruiu grande parte de San Francisco. Quatro anos depois, Harry Fielding Reid lançou as bases da tectônica moderna, com sua “teoria da recuperação elástica”, baseada no estudo daquele terremoto. Em 1935, Charles Richter e Beno Gutenberg, do California Institute of Technology, desenvolveram um método de medir a intensidade de um terremoto: a escala de magnitude local (ML).

A dupla desenvolveu a escala ML para medir terremotos de força média no sul da Califórnia, próximo ao campus da universidade, e comparar as magnitudes relativas. A escala classificava as magnitudes por um logaritmo da amplitude das ondas registradas pelos (e somente por eles) sismógrafos Wood-Anderson a 100km do epicentro. Richter atribuía à base da escala (magnitude 0) qualquer evento que fizesse a agulha do sismógrafo se mover lateralmente pelo sismograma 1 µm (micrômetro, isto é, um milionésimo de metro, ou um milésimo de milímetro). Tremores precisam ser bruscamente mais fortes que isso para as pessoas notarem: mil vezes mais, registrando magnitude 3 (480kg de TNT). Para causar danos significativos, ele tem que ser 10 milhões de vezes mais forte (magnitude 7 – 480 kilotons de TNT). Este já é considerado um grande terremoto. O maior de todos os tempos teve 9,5 e atingiu Valdivia, Chile, com 950 milhões de vezes esta força (o equivalente a 2,7 gigatons de TNT) em 1960. 1.900 pessoas morreram e o prejuízo foi de 4 bilhões de dólares.

Como a escala ML foi desenvolvida, na verdade, apenas para estudar os tremores no sul da Califórnia, há limitações no que ela pode medir. Por um lado, a magnitude 0 foi fixada para evitar que o sistema retornasse valores negativos. Entretanto, equipamentos modernos mais sensíveis podem detectar microtremores, pequenos o suficiente para registrar valores negativos da escala. A outra ponta também é limitada. Como o sistema foi feito para estudar tremores de magnitudes entre 3 e 7, tremores muito fortes sempre marcam 7,0, independente da energia liberada. Além disso, o sistema é limitado por uma distância máxima do epicentro — leituras feitas a mais de 600km simplesmente não são fortes o suficiente para fornecer uma estimativa confiável da magnitude — e pelo comprimento da falha geológica que sofreu o impacto — terremotos que ocorrem em falhas de 1000 km, como o de 1952 nas Ilhas Fox, no Alasca, ou o de 1960 no Chile, são simplesmente grandes demais para serem caracterizados de maneira precisa.

Apesar desses inconvenientes, a escala Richter fornece uma medida sóbria da força de um terremoto e permite comparações dos impactos — tudo isso sem precisar se basear nas testemunhas oculares ou variar de acordo com a composição do solo ou a arquitetura, como ocorria com o antigo sistema Mercalli, desenvolvido pelo vulcanólogo italiano Giuseppe Mercalli em 1902. A escala ML permitiu o desenvolvimento de formas mais resistentes de construção. Por exemplo, você não vai achar uma fundação feita de tijolos em San Francisco que não tenha sido reforçada. E mesmo que aperfeiçoamentos no sistema de escalas tenham a superado em precisão, a escala ML original continua sendo a versão mais conhecida pelo público em geral e é usada regularmente para calcular a severidade de um tremor logo após a ocorrência.

Melhorias na escala

Na década de 1970, nosso entendimento de sismologia tinha avançado o suficiente para Richter e Gutenberg repensarem o sistema local de escala. A dupla desenvolveu a nova escala Ms de magnitude, baseada em ondas de superfície, que se movem como ondas d’água ao longo da superfície da Terra, e a escala mb para ondas de corpo, aquelas que se movem pelo interior da Terra. Como ambas ondas podem ser medidas a mais de 100km do epicentro, nenhum dos dois métodos tem as mesmas limitações de distância da escala ML, embora elas precisem de ajustes para que se possa obter resultados consistentes. Como estas duas escalas ainda não eram perfeitas, já que chegavam até a magnitude 8, foi desenvolvida a escala de magnitude de momento, Mw. Muita gente se refere incorretamente a ela como escala Richter, mas suas bases vêm de uma teoria tectônica diferente — a do , publicada pela primeira vez por F. A. Dahlen em 1972, que postula que a energia liberada por um tremor é proporcional à área de superfície que se solta, à distância média do deslocamento (quanto a falha se move) e à estrutura do terreno que cerca a falha. Isto é, a magnitude é derivada da rigidez da Terra vezes a quantidade de deslize da falha vezes a quantidade de área que se mexeu. Este sistema é baseado em anos de leituras sísmicas e marcou um avanço enorme na nossa compreensão do tema. A USG (US Geological Survey) mede todos os grandes terremotos usando essa escala.

[Wikipedia , ,  –  –  –  –  – Imagem do topo: AP
Imagens: topo: AP Images, pêndulo:  / shutterstock, Richter: US State Dept]