GEOSFERA PROCESSOS INTERNS

 

Exercici 1

INTPAAU97model

El 18 de febrer de 1996 hi va haver un terratrèmol al Pirineu Oriental francès, de 5 graus a l'escala de Richter i es va percebre a una bona part de Catalunya. L'epicentre es va situar prop del poble de San Pau de Fenollet, a uns 40 km de la frontera.

1. Quines diferències hi ha entre les escales de Richter i de MSK (o Mercalli)? Que mesuren? Com ho mesuren? Quin tipus de graduació utilitzen?

2. Com s'explica geològicament l'origen d'aquest terratrèmol, tenint present que el focus es troba sota la serralada pirenaica, zona amb terratrèmols històrics d'importància.

3. El risc sísmic de Catalunya és el mateix a tot el territori? Raoneu la resposta.

 

 

Solució E1

1. L'escala de Richter mesura la magnitud del terratrèmol, és a dir, l'energia que s'ha alliberat en ell.

L'escala MSK (o de Mercalli) mesura la intensitat del terratrèmol entesa com la percepció de la població i el grau de destrucció que ha ocasionat. Per tant, l'escala de Richter ens dóna un sol valor per a cada terratrèmol, corresponent a l'energia, mentre que l'escala MSK ens dóna valors diferents segons el punt concret en què es valorin els efectes que s'hi ha produït.

L'escala de Richter es basa en el registre de les ones en els sismogrames. Així, l'amplitud de les ones S i la distància a l'epicentre de l'estació considerada permeten treure el valor de la magnitud. L'escala MSK es basa en unes enquestes que es passen a la població de l'entorn de l'epicentre de la percepció que ha tingut del terratrèmol i en l'observació dels efectes que ha produït a cada indret. D'aquesta manera s'obtenen graus d'intensitat que són diferents bàsicament en relació a la distància a l'epicentre.

L'escala de Richter correspon a una escala oberta que s'expressa en nombres que poden ser decimals, com per exemple, 4,5. L'escala MSK, per la seva banda, és una escala tancada de dotze graus o categories expressades en nombres romans de I al XII, de manera que cadascun dels graus correspon a uns efectes preestablerts.

2. L'epicentre es troba situat a la banda nord de la serralada del Pirineu. Geològicament ens trobem en la serralada pirinenca formada com a resultat de la col·lisió de la placa Ibèrica amb l'Euroasiàtica. La sutura correspon des d'un punt de vista geològic a tot un conjunt de falles inverses i encavalcaments, alguns dels quals han tingut moviments al llarg del quaternari i per tant continuen en l'actualitat i donen lloc a aquests terratrèmols.

 

3. Si observéssim un mapa on es representessin els epicentres dels terratrèmols històrics i actuals veuríem clarament dues zones on es concentren la majoria dels terratrèmols: la zona de la Serralada dels Pirineus i la Serralada Costanera catalana. Per tant, aquestes dues zones són les que tenen un risc sísmic més elevat. Històricament, segle XV, tenim dades de terratrèmols prou importants per no descartar que se'n pugui donar algun de magnitud elevada.

==========================================================

Exercici 2

INTPAAU97sn

 

Lanzarote és un dels punts més estudiats d’Espanya des del punt de vista geotèrmic a causa de l’existència de manifestacions tèrmiques en superfície.

1.1. Quins fenòmens geològics es consideren indicadors de l’existència d’àrees geotèrmiques?

1.2. Esmenteu zones de Catalunya amb manifestacions tèrmiques superficials que podrien ser interessants per a la recerca d’energia geotèrmica.

 

Solució E2

1. Vulcanisme recent, fonts termals, emanació de vapor calent o gasos, anomalies tèrmiques.

2. La zona més interessant a partir de les manifestacions termals que s’hi observen, com per exemple: les fonts termals (Caldes de Montbui, La Garriga, etc.), és la Depressió del Vallès a les rodalies de la serralada Litoral i Pre-litoral.

==========================================================

Exercici 3

INTPAAU97sn

A la taula adjunta hi figuren alguns dels terratrèmols més importants del nostre segle.

 

 

3.1. Observeu la taula adjunta i deduïu si hi ha una relació entre la major magnitud dels terratrèmols i el major nombre de víctimes ocasionades. Raoneu la resposta, i indiqueu alguns factors que hi poden influir.

3.2. Agafant d’exemple la localització geogràfica dels terratrèmols de la taula, expliqueu quines són les zones de la Terra amb un índex més alt de terratrèmols de gran magnitud, i a què s’atribueix l’existència de terratrèmols en aquestes zones.

3.3. Indiqueu algunes normes de prevenció que cal adoptar en una zona de risc sísmic.

 

Solució E3

1. La taula ens marca la tendència següent: en augmentar la magnitud poden donar-se un major nombre de víctimes, per què una major magnitud vol dir una major quantitat d'energia alliberada. Ara bé, no és l'única variable que intervé, el nombre de víctimes que provoca un terratrèmol depèn de la proximitat de l'epicentre a una gran ciutat. De les característiques constructives de la ciutat seguint les normes sismoresistents o no. De l'hora del dia en què tingui lloc, que pot fer que la gent quedi atrapada a dins les cases. De la possibilitat de predicció i de l'eficàcia dels plans d'evacuació, etc.

2. Les zones que reflecteix la taula son: la costa oest del continent americà, des de St. Francisco a Xile, passant per centreamerica; els arxipèlags de la zona oest del pacífic (Japó, Kurils) i la costa asiàtica propera amb ells (Xina); també, zones del sud del continent euroasiàtic (Armènia).

L'existència de terratrèmols s'interpreta, en el marc de la tectònica de plaques, per correspondre a límits de plaques. La majoria a límits destructius, tant les zones de subducció com d'obducció o col·lisió de dues plaques amb escorça continental. També, a zones de falles transformants, com en el cas de San Francisco.

3. Com a mesures de prevenció dels efectes dels terratrèmols cal destacar les normes de construcció sismoresistents encaminades a millorar la seguretat dels edificis, per què sovint la destrucció que causa el terratrèmol es deu a la deficient construcció. Per altra banda, l'elaboració de mapes de risc en zones propenses serveix com a mesura de predicció i prevenció, per què permet l'ordenació del territori i l'aplicació de mesures restrictives. De cara al futur, sistemes de control de sismes encara en fase d'experimentació.

==========================================================

Exercici 4

INTPAAU97si

 

Els volcans proporcionen terres fèrtils, recursos minerals i energia geotèrmica; per això els éssers humans han ocupat la seva àrea geogràfica, i han convertit així un procés natural en un greu risc.

1.1. Valoreu el grau de perillositat dels principals tipus d’erupcions volcàniques que es consideren: vulcanià, plinià o peleà, hawaià i estrombolià.

 

Solució E4

1. La perillositat de les erupcions volcàniques està relacionada amb el grau d'explosivitat de la pròpia erupció i dels riscos derivats que generin. A partir d'aquestes premisses l'activitat Peleana o Pliniana seria la més perillosa degut a la explosivitat que generen les laves viscoses que dificulten la sortida dels gasos i a la formació de núvols de gasos i cendres que es desplacen a grans distancies.

L'activitat vulcaniana vindria a continuació per les explosions violentes que comporta i la gran abundància de material piroclàstic que genera.

Poc perilloses es consideren les activitats estrombolianes, amb erupcions constants però poc violentes, i les hawaianes, en què les laves solen ser molt fluides i poc explosives.

==============================================

Exercici 5

INTPAAU97si

Els mapes adjunts mostren la sismicitat de la Península Ibèrica l’any 1993, segons l’IGN (Instituto Geográfico Nacional). Un mostra la sismicitat per magnitud (A) i l’altre la sismicitat per intensitat (B).

4.1. Expliqueu el perquè de les diferències que s’observen entre els dos mapes corresponents al mateix any. Per què el nombre de terratrèmols representats és més gran al mapa de magnituds? Per què la majoria dels terratrèmols representats a l’oceà en el mapa de magnituds no apareixen en el d’intensitats?

4.2. Quina relació tenen els mapes amb les escales de Richter i de MSK (Mercalli)? Què mesuren aquestes escales? Com ho mesuren? Quin tipus de graduació utilitzen?

4.3. A partir de la informació dels mapes, digueu quines zones de Catalunya tenen més risc sísmic. Relacioneu les zones de més risc sísmic amb les causes geològiques de l’origen dels terratrèmols.

 

 

Solució E5

1. El mapa de magnituds representa tots els terratrèmols que han tingut lloc al llarg de l'any 1993 amb la indicació de l’energia alliberada en el terratrèmol, segons l'escala de Richter. Per contra, el mapa d'intensitats solament representa aquells terratrèmols dels que es tenen referències de la percepció que ha tingut la població de les rodalies de l'epicentre, segons l'escala MSK d'intensitats i a partir del grau III. Per tant, els terratrèmols d'una intensitat molt petita sovint no arriben a aquest grau III de l'escala MSK. Els terratrèmols situats a l'oceà i allunyats de la costa tenen també una percepció més difícil de valorar, ja que no hi ha poblacions properes al terratrèmol.

2. El mapa de magnituds està fet d'acord amb l'escala de Richter, mentre que el mapa d'intensitats està fet a partir de l'escala MSK.

L'escala de Richter mesura la magnitud del terratrèmol, és a dir, l'energia que s'ha alliberat en ell.

L'escala MSK (o de Mercalli modificada) mesura la intensitat del terratrèmol entesa com la percepció de la població i el grau de destrucció que ha ocasionat. Per tant, l'escala de Richter ens dóna un sol valor per a cada terratrèmol, corresponent a l'energia, mentre que l'escala MSK ens dóna valors diferents segons el punt concret en què es valorin els efectes que s'hi ha produït.

L'escala de Richter es basa en el registre de les ones en els sismogrames. Així, l'amplitud de les ones S i la distància a l'epicentre de l'estació considerada permeten treure el valor de la magnitud. L'escala MSK es basa en unes enquestes que es passen a la població de l'entorn de l'epicentre de la percepció que ha tingut del terratrèmol i en l'observació dels efectes que ha produït a cada indret. D'aquesta manera s'obtenen graus d'intensitat que són diferents bàsicament en relació a la distància a l'epicentre.

L'escala de Richter correspon a una escala oberta que s'expressa en nombres que poden ser decimals, com per exemple, 4,5. L'escala MSK, per la seva banda, és una escala tancada de dotze graus o categories expressades en nombres romans de I al XII, de manera que cadascun dels graus correspon a uns efectes preestablerts.

3 A partir d'aquests mapes dels epicentres dels terratrèmols de l'any s'observen clarament a Catalunya dues zones on s'hi concentren la majoria dels terratrèmols: la zona de la Serralada dels Pirineus i la Serralada Costanera catalana. Per tant, aquestes dues zones són les que tenen un risc sísmic més elevat i d'elles la primera el més elevat.

Geològicament la serralada Pirinenca es considera formada com a resultat de la col·lisió de la placa Ibèrica amb l'Euroasiàtica. La sutura correspon des d'un punt de vista geològic a tot un conjunt de falles inverses i encavalcaments, alguns dels quals han tingut moviments al llarg del quaternari i per tant continuen en l'actualitat i donen lloc a aquests terratrèmols.

=================================================

Exercici 6

INTPAAU97jn

 

Un dels factors que condicionen el tipus d’erupció volcànica, i per tant la seva perillositat potencial, és el grau de viscositat del magma.

2.1. Sota una perspectiva de risc geològic, quines característiques presenten les erupcions volcàniques de magmes de baixa viscositat?

2.2. Expliqueu si l’existència d’importants acumulacions de neu en aparells volcànics de considerable altitud pot suposar un risc addicional.

 

Solució E6

1. En magmes de baixa viscositat el gas dissolt troba poques dificultats per alliberar-se a l'atmosfera. La tendència a l'obturació del conducte de sortida per refredament de la lava dóna lloc a explosions rítmiques d’escassa energia, que fragmenten la lava i provoquen la dispersió de piroclastos en una àrea relativament reduïda al voltant del punt d'emissió. En les fases en què la viscositat i el contingut en gas disminueix, la lava flueix formant una colada.

El risc potencial d'aquest tipus d'erupcions va generalment associat a la caiguda de piroclastos (lapilli i bombes) en un entorn reduït del centre d'emissió, i al flux de colades de lava, que a vegades poden assolir grans velocitats i distàncies. Els efectes provocats a l'activitat humana solen ser mínims o inexistents, afectant únicament a les estructures que no poden desplaçar-se (carreteres, habitatges, etc.).

2. Si. Com a conseqüència de la calor transmesa per l'activitat volcànica es pot produir un desgel ràpid de la neu acumulada i originar-se corrents o allaus de fang, anomenats lahars o colades de fang, que descendeixen per les vessants del con volcànic. Quan els corrents de lava es formen a les capçaleres de les valls amb forts pendents els efectes són devastadors, per què el corrent va augmentant de càrrega i energia de manera que pot assolir a les zones baixes velocitats superiors als 50 km/h.

Un exemple d'aquest procés el tenim en l'erupció del Nevado Ruiz a l'any 1985, on una corrent de fang va arrasar una part de la població de Armero a Colòmbia.

=================================================

Exercici 7

INTPAAU97jn

 

A la zona del Garraf s’han investigat uns afloraments de calcàries amb l’objectiu d’avaluar les seves possibilitats d’explotació com a roca industrial. Dels resultats obtinguts en destaquen els punts següents:

a) Són freqüents les intercalacions de materials lutítics, tipus margues i dipòsits de descalcificació ( terra rossa).

b) Es troben molt fracturats i el gruix mitjà dels estrats és menor de 0,5 m.

1.1. És factible l’explotació d’aquestes roques per a l’obtenció d’àrids de trituració?

Raoneu la resposta.

 1.2. Es podrien utilitzar les margues com a pedres de construcció? Raoneu la resposta.

 

Solució E7

1. No. La presència de freqüents intercalacions de materials lutítics fan inviable l'explotació.

2. No. Les pedres de construcció són les que s'utilitzen com a element de construcció directa, en forma de carreus, lloses, etc., i per tant, es tracta de materials durs i compactes que requereixen ser tallats. Les margues no reuneixen aquests requisits.

=================================================

Exercici 8

INTPAAU97ji

1.1. Llegiu el text següent, que és una notícia fictícia de premsa, i després comenteu les errades de tipus geològic que conté.

 

LA VEU DEL MATÍ

Cataclisme sense més conseqüències

A. C. Enviat especial. Santiago de Xile, 10/12/1994

 

«Una curiosa manifestació geològica ha tingut lloc en el poble de Tamarindo. Uns terratrèmols de petitat intensitat, grau VI en l’escala de Richter, molt freqüents a la serralada andina, amb l’epicentre localitzat a uns 4,5 km de profunditat, han provocat una fissura que ha originat una erupció volcànica que ha format un con volcànic. El fet va tenir lloc de matinada i no va produir víctimes, ni destrosses de consideració. Aquesta erupció és, segons els científics, de tipus vulcanià (explosiva). El registre en els gravímetres fa témer la possibilitat i el risc, en les pròximes hores, d’una altra erupció volcànica amb emissió de laves a més de 3.000 o C. L’actual poble de Tamarindo és de construcció recent, ja que l’any 1879 una colada granítica va destruir pràcticament l’antic poble.»

Solució E8

1. Les inexactituds que es poden trobar a la nota de premsa són les següents:

•No és l'escala de Richter. En referir-se a intensitat i expressar-ho en nombres romans correspon a l'escala MSK o de Mercalli.

•L'epicentre correspon a la superfície de la Terra. Si diu a 4,5 km caldria referir-se al focus o hipocentre.

•Els gravímetres no enregistren els moviments sísmics. Són els sismògrafs els que els registren.

•Les laves surten a temperatures entre uns 1000 i 1200 °C. La xifra de 3000 °C és exagerada.

•Una colada granítica no podria destruir el poble, per què el granit és una roca magmàtica plutònica, és a dir, que es forma en profunditat. Per tant, no forma colades. Segurament es tractaria d'una roca basàltica, andesítica o traquítica.

=================================================

Exercici 9

INTPAAU99jn

 

1. Llegiu el text següent i, tenint en compte la informació continguda a les figures adjuntes i els vostres coneixements teòrics, comenteu les errades de tipus geoambiental que conté.

Les figures 1 i 2 posen de manifest que les zones que presenten una concentració

d'hipocentres o focus més gran corresponen a la Depressió Central i al Pirineu oriental. Tot i així, els terratrèmols de més magnitud, registrats durant els anys 1992 i 1995, van tenir lloc mar endins (plataforma continental), aproximadament a uns 150 km del litoral tarragoní.

D’altra banda, a causa del fet que gran part de la població està concentrada a la denominada regió de Barcelona, és aquesta zona la que presenta unes magnituds més grans.

Per acabar, cal destacar que la realització d'edificis resistents a les vibracions pro-duïdes per l’efecte tsunami és una de les mesures preventives que s'utilitzen per minimitzar el risc sísmic.

Solució E9

Els mapes presenten la situació dels epicentres i no dels hipocentres o focus, que corresponen als unts sota la superfície on s’origina realment el terratrèmol.

Pel que fa a la localització dels terratrèmols (epicentres), aquests es situen, a grans trets, coincidint amb la posició que ocupen els Pirineus, Serralada Transversal i Sistema Mediterrani.

Als Pirineus es dóna la major concentració de terratrèmols, especialment en el sector occidental.

Cal destacar, que dins del domini del Sistema Mediterrani, a la zona submergida (plataforma continental) també es produeixen terratrèmols.

A la Conca de l'Ebre o Depressió Central el nombre de sismes, comparativament, és molt baix.

Si bé durant l'any 1995 els terratrèmols de més magnitud van tenir lloc davant les costes tarragonines, no és cert que estiguin situats a una distància d'uns 150 km. Més aviat és d'un 50 km segons l'escala gràfica del mapa.

Durant l'any 1992 els sismes de més magnitud es localitzen a la zona pirenaica.

La magnitud és un paràmetre indicatiu de l'energia alliberada per un terratrèmol, i per tant, no té res a veure amb el nombre d'habitants d'una zona o regió.

Els tsunamis, o onades sísmiques, són fenòmens produïts per un brusc desplaçament del fons marí conseqüència d'un terratrèmol ("maremoto"). No té cap relació amb la transmissió de les ones sísmiques pel terreny o la cimentació d'un edifici.

=================================================

Exercici 10

INTPAAU99jn

Els recursos minerals no energètics tenen una gran importància econòmica, ja que la seva utilització és imprescindible en diversos sectors, com el de la construcció, el quí-mic siderometal·lúrgic o l'agrícola.

1. Dins del grup d'aquests minerals no energètics s'hi inclou el subgrup dels minerals no metàl·lics, també anomenats roques i minerals industrials. Quin tipus d'aplicacions i productes principals tenen els materials d'aquest subgrup?

2. Què s'entén per roques ornamentals? Poseu alguns exemples de litologies que s'explotin com a roques ornamentals.

 

Solució E10

 

 

2. Es consideren roques ornamentals aquelles que tenen la principal utilització en el seu valor estètic, la vistositat del seu color, els contrastos cromàtics, etc., sense oblidar les seves característiques mecàniques, igualment importants, al marge que puguin utilitzar-se en altres sectors industrials: àrids, ciments, etc.

Per tant, aquelles roques que, per les seves característiques de color, textura, etc., admetin un poliment i s'utilitzen com a element decoratiu, es consideren roques ornamentals.

Les roques més característiques són el granits en general, les calcàries, els marbres i els gneis.

=================================================

Exercici 11

INTPAAU99jn

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 de les vessants, la presència de neu durant gran part de l'any i la possibilitat de mecanis-mes 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'erup-ció 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 qua-tre poblacions principals de l'illa.

1. A partir de la morfologia de l'illa, que s'interpreta amb les corbes de nivell repre-sentades 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 de l’erupció d'un volcà?

 

 

Solució E11

 

 

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 12

INTPAAU99ji

 

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 sub-marins 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.

 

 

Solució E12

 

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.

=================================================

Exercici 13

INTPAAU99ji

 

 

El 20 de març de 1980, el Mount Saint Helens es va despertar tremolant amb un

eixam de terratrèmols. Una setmana més tard, unes petites erupcions que deixaven anar cendres havien començat a excavar un nou cràter a la gelera culminant.

Durant les setmanes següents, les cendres van cobrir amb un vel negre la blanca muntanya coronada per la neu. Mentre continuaven els terratrèmols, va començar a sorgir una amenaçadora protuberància a la zona culminant del vessant septen-trional del volcà. Creixia a una velocitat d’1 a 2 metres per dia. La majoria dels geòlegs van deduir que s'estava produint una intrusió magmàtica superficial al ves-sant nord del volcà que era la causant dels terratrèmols i del bombament.

El 18 de maig a les 8.32 hores, un intens terratrèmol va fer que es desprengués la cara nord del Mount Saint Helens i va provocar una gran allau de gel i roques. La mobilització va alliberar sobtadament la pressió de l'aigua subterrània sobreescal-fada i del magma superficial del volcà. L’explosió resultant del vapor d'aigua expansiu i dels gasos volcànics va trencar la resta de la cara nord del volcà i la va llançar en forma de fragments sobre 550 km 2 de les Muntanyes Rocalloses.

A partir del text, responeu les preguntes:

1. Quins van ser els precursors volcànics que es van detectar al Mount Saint Helens? Per què n’és important l’anàlisi?

2. Deduïu el tipus i les característiques del vulcanisme que hi va tenir lloc. Quin grau de perillositat es considera que té aquest tipus de vulcanisme?

 

 

Solució E13

 

1. Els precursors volcànics que es detectaren en el Mount St. Helens i que es poden extreure del text són: l'eixam de terratrèmols, les petites erupcions amb cendres que varen envoltar la muntanya amb un vel negre i la protuberància en la zona culminant de la vessant septentrional. És important l'anàlisi dels precursors volcànics ja que ens poden facilitar la predicció d'una erupció.

2. Es tracta d'un vulcanisme de tipus explosiu, ja que en el text parla d'una sèrie de manifestacions característiques d'aquest tipus de vulcanisme, com són: el fort terratrèmol, l’explosió i el despreniment de la cara nord del volcà; l'explosió resultant del vapor d'aigua expansiu i dels gasos volcànics (freatomagmàtica) que va destruir tota la carta nord del volcà; i finalment els fragments de roca que es varen expandir en una superfície de 550 Km2.

=================================================

Exercici 14

INTPAAU99sn

 

Les diverses crisis energètiques mundials, així com la contaminació atmosfèrica pro-duïda per l'excessiu ús dels combustibles fòssils d'una banda, i les creixents deman-des energètiques d’una altra, han obligat a realitzar una recerca de noves fonts d'e-nergia més netes i renovables. Entre aquestes noves fonts, n’hi ha una que sempre havia estat utilitzada a petita escala: l'energia geotèrmica. En alguns països (com Nova Zelanda o Islàndia) el seu ús com a font d'energia alternativa ja és actualment una realitat.

1. Com es pot aprofitar l'energia geotèrmica per a l'obtenció d'energia elèctrica? De quines altres formes s'aprofita aquesta energia geotèrmica? D'on prové la calor de l'escorça que produeix l'augment de la temperatura amb la profunditat?

2. Considerant una temperatura superficial de 18°C i un gradient geotèrmic constant de 30°C/km, dibuixeu el gràfic que representi les temperatures esperades fins a 10.000 m de profunditat. Representeu també el gràfic corresponent a un gradient tèrmic també constant de 50°C/km.

A quina profunditat haurien de bombar aigua per tal que la seva temperatura arribés als 150°C (temperatura mínima necessària per utilitzar-la en la producció d'electricitat) en cadascun dels dos gradients indicats? Quina és la diferència de profunditat entre els dos casos?

 

 

Solució E14

 

1. L'aprofitament de l'energia geotèrmica pot realitzar-se de diferents formes:

Centrals geotèrmiques, que a partir de l’aigua i del vapor d’aigua que surt de l'interior a altes temperatures i mitjançant turbines obtenen energia elèctrica. Quan l'aqüífer no es recarrega amb la mateixa velocitat en què es buida, cal injectar aigua a l’aqüífer a grans profunditats, per mantenir la pressió de l’aigua a l’aqüífer.

Els balnearis d'aigües termals, l'obtenció d'aigua per a calefacció, aigua calenta sanitària, aigua per escalfar hivernacles, piscines, indústria.

L'origen de la calor de l'escorça s’atribueix principalment a: el flux calorífic procedent de l'interior del planeta, la desintegració atòmica (radioactivitat), les friccions entre plaques i les reaccions exotèrmiques.

 

2. -Veure figura adjunta (S2E3B).

 

 

Per tenir l’aigua a 150ºC caldria arribar a una fondària de 4.400 m en un gradient de 30ºC/km, i a 2.640 m en el gradient de 50ºC/km. La diferència és de 1.760 m.

=================================================

Exercici 15

INTPAAU99si

Són bastant freqüents les notícies als mitjans de comunicació que ens informen de les destrosses ocasionades pels terratrèmols arreu del món. A Catalunya, durant els anys 1427 i 1428 els sismes van causar danys importants, especialment a les zones més properes als epicentres (intensitats estimades entre VIII i X).

1. Al mapa adjunt es representa la distribució d'intensitats percebudes a diferents poblacions arran del sisme de magnitud més gran (superior a 4,0) que hi va haver a Catalunya l'any 1995. Quin dels punts assenyalats a la figura (a, b o c) pot correspondre a l'epicentre d'aquest sisme? Raoneu la resposta.

2. En què consisteix la construcció d'edificis segons la norma sismoresistent?

 

 

Solució E15

1. El punt "b" és el que pot correspondre a l'epicentre. Les intensitats més grans (IV) s'han produït a la zona més propera d'aquest punt. El punt "a" queda totalment allunyat de les zones de més intensitat i el punt "c" solament es troba envoltat de intensitats II.

2. Es tracta d'una mesura preventiva en relació als terratrèmols que consisteix en dissenyar la cementació dels edificis de manera que puguin suportar les vibracions, sacsejades, produïdes pels sismes.

Quan es produeix un terratrèmol, els trens d'ones sísmiques que es propaguen horitzontalment per la superfície del terreny provoquen sobrecàrregues horitzontals a les construccions existents, quan aquestes estan dissenyats per suportar sobrecàrregues verticals.

=================================================

 

Exercici 16

INTPAAU00sn

 

El mapa adjunt mostra la distribució de les principals centrals elèctriques d’origen geotèrmic del món.

1. Què és l’energia geotèrmica? Expliqueu la causa de la peculiar distribució d’aquestes centrals arreu del món. En què es diferencien els fenòmens que originen aquestes fonts tèrmiques a Islàndia i a Xile?

2. A més de la producció d’electricitat, de quines altres maneres es pot utilitzar l’energia geotèrmica?

 

Solució E16

1. La manifestació energètica de la calor interna de la Terra a la superfície terrestre és el que anomenem energia geotèrmica. Generalment, l’existència de masses de magma dins l’escorça de la Terra, escalfen l’aigua subterrània a altes temperatures.

Aquest flux de calor no és el mateix a tot arreu. La distribució desigual pot ser deguda a diverses causes:

-Variacions en el gradient tèrmic provocades per les diferències de gruix de l'escorça, la presència d'intrusions de magma en l'escorça, el límit de les plaques tectòniques, la presència de punts calents, la presencia de falles actives, o la desintegració dels isòtops radioactius que formen part de la roca.

-Variacions en la capacitat de les roques de conduir el flux de calor cap a la superfície deguda a la seva naturalesa Les centrals representades estan en els límits convergents i divergents de les plaques tectòniques.

Islàndia i Xile es troben zones tectòniques actives, però amb la diferència que Islàndia és un marge constructiu i Xile és un marge destructiu (subducció).

2. Utilització directa en forma de calefacció, processos industrials, hivernacles i amb la utilització d'un bescanviador de calor poden transferir la calor a aigües amb garanties sanitàries que poden ser emprades com aigua calenta a la llar, balnearis, etc.

=================================================

Exercici 17

INTPAAU00si

 

Els sondatges petroliers, a més de permetre el reconeixement de les possibilitats reals de trobar hidrocarburs fòssils, també s’han aprofitat per mesurar el gradient geotèrmic i els fluxos de calor intern despresos en diferents àrees del planeta. En el mapa adjunt es mostra la distribució dels fluxos de calor a Catalunya en mW/m2 .

Contesteu les qüestions següents.

1. Observeu les isolínies del mapa traçades per sobre del Pirineu axial, la Depressió Central Catalana i les serralades costeres catalanes. En quina d'aquestes tres localitzacions es presenten els valors més elevats de flux calorífic? Quines característiques geològiques té aquesta zona que estiguin relacionades amb l’existència d’un gradient tèrmic anòmal?

2. Sabeu si les tres àrees geogràfiques anteriors existeixen altres indicis de manifestacions del calor terrestre intern? De quina manera utilitzaríeu el recurs geotèrmic en les àrees on pogués ser aprofitat?

 

 

 

Solució E17

1. Els valors més elevats de flux de calor interna terrestre coincideixen amb el Sistema mediterrani o serralades Costaneres Catalanes.

Aquest relleu es formà a conseqüència dels períodes distensius posteriors a l’orogènia alpina, ja que aquestes serralades són limitades per falles normals associades. Per tant, corresponen a zones amb activitat tectònica recent.

2. Manifestacions històriques d’aquest elevat flux calorífic es troben a tota l’àrea volcànica de la serralada Transversal (comarques de Garrotxa, la Selva i l’Empordà) i manifestacions actuals són les aigües termals tant d’aquelles mateixes contrades i terres veïnes (Caldes de Malavella, Caldes de Montbui, la Garriga) com les que també es donen al Pirineu (Caldes de Bohí, Escaldes d’Andorra o Bagnères de Luchon a França).

Les àrees amb anomalies geotèrmiques positives són susceptibles de ser aprofitades com font d’energia geotèrmica. No obstant és necessari que en aquestes àrees el gradient geotèrmic sigui elevat i doni lloc a temperatures de l’ordre de 125ºC o més, a relativa poca profunditat (1.500-2.500 m). Un estudi previ dels nivells permeables i impermeables a aquella profunditat i la injecció d’aigua des de la superfície complementat amb un sistema d’extracció posterior pot ser suficient per dotar d’aigua calenta per a ús domèstic a les poblacions veïnes, i fins i tot generar electricitat, la qual es podria connectar o introduir a la xarxa general.

=================================================

Exercici 18

INTPAAU00jn

 

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 (fig. 1).

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.

4. Quines són les zones de Catalunya amb més perillositat sísmica (probabilitat d'ocurrència de terratrèmols) i per quina raó es dóna aquesta perillositat?

 

 

Solució E18

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 sobre materials 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.

4. Les contrades catalanes amb major perillositat sísmica es localitzen a les serralades Costeres Catalanes, és a dir, als sistemes de falles normals que delimiten la depressió del Vallès-Penedès per una banda i la serralada Litoral i

Prelitoral per una altra. També hi podríem incloure a aquestes contrades litorals les àrees de la plataforma continental. La zona pirinenca, especialment la zona axial pel fet de contenir la falla nord-pirinenca que fa de límit entre la subplaca Ibèrica i l’Euroasiàtica, així com també per la presència d’altres falles de menor importància.

Finalment, la serralada Transversal i en concret les terres de la Garrotxa i la Selva acaben per concretar les àrees catalanes amb major risc sísmic.

=================================================

Exercici 19

INTPAAU00ji

(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.

 

Solució E19

1. El grau d'un sisme ens mostra l'energia alliberada. Les dues escales que es fan servir per mesurar-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 ntensitat 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,…