Casualidade Sísmica do Grupo Central do Arquipélago dos Açores
A. Carvalho(1), M. L. Sousa(1), C. S. Oliveira(2), J. C. Nunes(3), A. Campos-Costa(1) e V. H. Forjaz(3)
(1) Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), Lisboa (2) Instituto Superior Técnico, Lisboa
(3) Universidade dos Açores, Ponta Delgada
Palavras Chave: Açores, casualidade sísmica, geologia superficial, Grupo Central
RESUMO
No presente trabalho apresenta-se uma primeira reavaliação da casualidade sísmica das ilhas do Grupo Central do Arquipélago dos Açores, com o objectivo de se estabelecer um zonamento actualizado e mais detalhado para o Arquipélago.
Este estudo foi efectuado com base na compilação de catálogos sísmicos históricos e instrumentais da região dos Açores, e num modelo de 9 grandes zonas de geração, utilizando duas metodologias: (i) a clássica e (ii) uma baseada na distribuição espacial da sismicidade. A geologia superficial das diferentes zonas urbanas foi classificada em três categorias (solo duro, solo intermédio e solo brando), de forma a ser contemplada nas leis de atenuação espectral publicadas na literatura.
Comparam-se as duas metodologias e apresentam-se curvas de casualidade sísmica para as sedes de concelho das ilhas do Grupo Central e mapas de casualidade sísmica para um período de exposição de 50 anos e uma probabilidade de excedência de 10%.
1. INTRODUÇÃO
O Arquipélago dos Açores, a uma distância de cerca de 1600 km do continente europeu, estende-se por uma faixa com cerca de 600 km e orientação geral WNW-ESE, entre as latitudes 37º e 40ºN e as longitudes 25º e 31ºW. As nove ilhas e os vários ilhéus que compõem o Arquipélago ocupam uma área total de cerca de 2333 km2, e emergem de uma extensa zona submarina pouco profunda e topograficamente irregular. Esta zona, a Plataforma dos Açores, é usualmente definida pela curva batimétrica dos 2000 m e ocupa uma área de cerca de 5,8 x 106 km2, de forma aproximadamente triangular e que marca a transição para a planície abissal circundante, com profundidades superiores a 3500 m.
O Arquipélago apresenta uma taxa de ocorrência de sismos muito elevada face às restantes regiões de Portugal e tem sofrido a acção de diversos sismos moderados a fortes ao longo da sua história. Após o seu povoamento, no século XV, foram sentidos cerca de 30 sismos de origem tectónica nos Açores com intensidade igual ou superior ao grau VII, que provocaram de 4300 a 5300 mortes, importantes danos e impactos económicos consideráveis. No século XX, os sismos de 31 de Agosto de 1926 (Faial), 21 de Fevereiro de 1964 (S. Jorge), 23 de Novembro de 1973 (Pico), 1 de Janeiro de 1980 e de 9 de Julho de 1998, causaram elevados danos materiais nas ilhas do Grupo Central. Durante esse século aproximadamente 70% das vítimas mortais de sismos em Portugal decorreram de eventos neste Arquipélago.
Uma vez que o regulamento sísmico actualmente em vigor em Portugal data de 1983 (RSA, 1983) e enquadra os grupos Central e Oriental do Arquipélago dos Açores na zona A e as ilhas das Flores e Corvo na zona D, as de maior e menor sismicidade, respectivamente, é oportuno proceder a uma reavaliação da casualidade sísmica do Grupo Central.
2. SISMOTECTÓNICA DA REGIÃO DOS AÇORES
A região dos Açores está localizada na junção tripla das placas litosféricas Euroasiática, Africana e Norte Americana e apresenta-se como uma região tectonicamente muito complexa, onde confluem vários alinhamentos importantes, os quais definem uma área genericamente designada de “microplaca” ou “bloco” dos Açores (e.g., Luís et al., 1994, Lourenço et al,1998)), de forma aproximadamente triangular, sede de vulcanismo activo e de elevada sismicidade (fig.
1).
A localização e natureza dos ramos Norte e Sul da junção tripla dos Açores estão bem estabelecidos e são definidos pela Crista Médio-Atlantica (CMA), uma estrutura distensiva pura, localizada entre as ilhas Flores e Faial e que estabelece a fronteira entre a placa Norte Americana (a Oeste) e as duas outras placas (a Leste). Pelo contrário, o tipo e a localização do terceiro ramo da junção tripla (que separa a placa Euroasiática, a Norte, da placa Africana, a Sul) são, ainda, controversos e objecto de discussão, apesar dos diversos modelos que têm sido propostos para explicar a cinemática actual desta região do Atlântico. Apesar disso, e em termos genéricos, pode considerar-se a Falha Açores-Gibraltar como a fronteira entre as placas Euroasiática e Africana, a qual apresenta três sectores distintos do ponto de vista geodinâmico (fig. 1): 1- um sector Oriental (sensivelmente para Este do Banco de Gorringe), com cavalgamento da placa Euroasiática sobre a Africana; 2- um sector Central, para Oeste de 15ºW e com cerca de 800 km de extensão, o qual corresponde a uma bem definida estrutura de desligamento direito puro (isto é, a Falha GLORIA) e, 3- um sector Ocidental (que se estende, em termos gerais, entre a ilha de Santa Maria e a CMA), caracterizado por estruturas do tipo transformante leaky, com expansão oblíqua.
Fig.1 - Enquadramento geotectónico geral da região dos Açores (in: Nunes, 1999).
Tal como evidenciam o padrão da sismicidade do Arquipélago e da actividade vulcânica histórica, o Rift da Terceira parece corresponder ao terceiro ramo da junção tripla dos Açores, no troço entre a CMA e a Falha GLORIA. Contudo, outros alinhamentos tectónicos são igualmente importantes nesta região do Atlântico, na sua maioria de orientação geral WNW- ESE a E-W e que intersectam a CMA. Estas estruturas incluem, de Norte para Sul (fig. 2), a Zona de Fractura Norte dos Açores (ZFNA), a Zona de Fractura Faial-Pico (ZFFP), a Zona de Fractura do Banco Açor (ZFBA), a Zona de Fractura do Banco Princesa Alice (ZFBPA) e a Zona de Fractura Oeste dos Açores (ZFOA). Esta última, assísmica, é considerada como o prolongamento, para Oeste da CMA, da ZFEA. Segundo Luís et al. (1994), a Zona de Fractura Faial-Pico, que apresenta uma notável actividade sísmica e uma clara expressão batimétrica e magnética, define o actual posicionamento do ponto triplo dos Açores, na sua intersecção com a CMA.
Os acidentes tectónicos atrás enumerados e estruturas associadas, incluindo as estruturas activas nas diferentes ilhas do Arquipélago, são responsáveis por uma elevada sismicidade e actividade vulcânica, reportados unicamente para as ilhas do Grupo Central e de S. Miguel.
Fig.2 - Principais acidentes tectónicos da junção tripla dos Açores (in: Nunes, 1999).
3. GEOLOGIA SUPERFICIAL
A caracterização geológica e geotécnica dos terrenos de fundação dos edifícios constitui um elemento fundamental nos estudos de casualidade e de risco sísmico.
Assim, as rochas e os solos dos Açores foram classificados em “duros, intermédios e brandos”
(Forjaz et al., 2000) tendo em conta as particularidades inerentes às formações/rochas vulcânicas, o seu comportamento e propriedades geotécnicas e, ainda, o seu comportamento sísmico. O Quadro I inclui essa classificação, bem como uma avaliação sumária das tensões máximas de carga admissíveis para os diferentes grupos e subgrupos aí expressos (Forjaz, 2001).
Quadro I – Classificação geotécnica de solos e rochas do Arquipélago dos Açores.
Grupo Subgrupo Descrição
Vel. das ondas de corte (m/s)
Tensões de Carga máx.
(kgf/cm2) I a Escoadas lávicas traquíticas s.l. (incluindo domos) 10 - 15
Duro I b Escoadas lávicas basálticas s.l. 10 - 15
(I) I c Ignimbritos soldados 400 4 - 6
I d Tufos surtseianos (hialoclastitos) 4
Intermédio II a Ignimbritos não soldados e lahars 1,5
(II) II b Depósitos de vertente, aluviões e areias de praia 200-400
Brando III a Pedra pomes e materiais pomíticos indiferenciados 1 - 2
(III) III b Escórias basálticas s.l. (“bagacina”) 200 4
Com a finalidade de se caracterizar a geologia superficial de cada uma das freguesias das ilhas do Grupo Central, elaboraram-se cartas (como a apresentada na fig. 3) que apresentam os diferentes tipos litológicos existentes e a sua distribuição espacial.
Em ilhas como a Terceira ou o Faial (fig. 3) há uma maior variedade de tipos rochosos aflorantes, que incluem formações básicas (e.g. basaltos e escórias basálticas) e rochas vulcânicas ácidas (mais evoluídas e ricas em Si), como é o caso dos traquitos comendíticos da ilha Terceira, ou da pedra pomes e dos ignimbritos. Pelo contrário, noutras ilhas como a do Pico e S. Jorge há uma maior homogeneidade litológica e uma menor variedade de formações geológicas, existindo quase exclusivamente rochas alcalinas de natureza basáltica, estando os termos mais evoluídos da série praticamente ausentes.
