Comparação dos Mapas de Velocidades de Grupo com outros Estudos

5 Geologia da Área de Esudo e Discussão dos Resultados

5.4 Comparação dos Mapas de Velocidades de Grupo com outros Estudos

66 Na Figura 5.5 (a), é mostrado o resultado de Dias et al., (2015), com estações de banda larga e em 5.5 (b), a tomografia de ondas de superfície de ruído sísmico de ambiente, com as estações de período curto e banda larga, também para um período de 5 s. Se observa em ambas as figuras uma geometria espacial diferente das redes sismográficas, ou seja, as estações estão distribuídas com diferentes posições na área de estudo. Porém, fazendo uma comparação das anomalias positivas e negativas, referentes a área de cobertura comum entre as duas redes, observam-se três anomalias que se correlacionam; são elas a Bacia Potiguar, a bacia e Tucano-Jatobá e o Cráton São Francisco. Entretanto, na Figura 5.5 (b), existem duas anomalias que são bem resolvidas as quais não foram definidas no trabalho de Dias et al. (2015). São elas a bacia sedimentar Sergipe Alagoas e o planalto da Borborema. A junção das duas redes (estações de banda larga e período curto) possibilitou uma maior cobertura e uma maior densidade de raios o que, em sua vez, possibilitou uma maior resolução.

Figura 5.5 – Tomografia de velocidade de grupo para um período de 5 s. (a) Estações de banda larga (Dias et al., 2015); (b) estações de período curto e banda larga juntas, estações

67 Nas Figuras 5.5 (a) e (b) são mostrados os resultados de tomografia de velocidades de grupo para 5 s. Em (a) são representados os resultados de Dias et al. (2015) (34 estações), e em (b) os resultados tomográficos para as estações de período curto e banda larga (56 estações). No trabalho de Dias et al. (2015) não é descrito a cobertura dos raios para os períodos especificamente mas, de forma genérica, foram calculadas curvas de dispersão de velocidades de grupo para 333 funções de Green empírica sendo que delas, apenas 194 foram selecionadas para a inversão tomográfica. Além do mais, nesse trabalho, do total de 194 curvas de dispersão, Dias et al. (2015) não mencionam quantas curvas de dispersão são eliminadas quando se leva em conta um espaçamento entre estações de pelo menos 3 comprimentos de onda.

Além do mais, a metodologia de tomografia utilizada por Dias et al., (2015), o método denominado de Fast Marching Surface Tomography (FMST) de Rawlinson (2005), utiliza esse parâmetro de corte (3 comprimentos de onda). Assim, é certo que foram utilizadas menos de 194 curvas de dispersão, e esse número diminui quando se aumenta o período de 5 s para 10s, o que não é mostrado nesse trabalho. Sendo assim, fazendo uma comparação, a cobertura de raios usada nessa tomografia feita apenas com estações de banda larga é bem menos densa do que a utilizada nesta dissertação, onde se obteve um total de 1050 funções de Green empíricas para os pares interestações (período curto e banda larga, correlações mistas). Desse total, foram calculadas 1.048 medidas de dispersão, velocidade de grupo e de fase. Dessas, foram selecionadas para a tomografia, após controle de qualidade, inclusive aplicando o critério de pelo menos 3 comprimentos de onda, ou , um total de 517 curvas de velocidades de grupo para 5 s (Figura 4.9 c) e de 455 para 10 s (4.10 c); e 519 medidas de dispersão para velocidades de fase (5 s, Figura 4.11 c) e 448 para o período de 10 s (Figura 4.12 c). Sendo assim, fica claro que o volume de densidade dos raios utilizado nesta dissertação é bem maior que àquele usado por Dias et al., (2015), ou seja, é mais que o dobro, o que possibilitou uma maior resolução.

Figura 5.6 – Tomografia de velocidade de grupo para um período de 10 s. (b) Estações de banda larga (Dias et al., 2015); (c) estações de período curto e banda larga juntas.

Analisando as Figuras 5.5 (a) e (b), na área sul da Província Borborema, as anomalias positiva, relacionada ao Crátion do São Francisco, e negativa, relacionada a bacia sedimentar Tucano Jatobá, se correlacionam bem. Entretanto, as demais anomalias de diferenciam em amplitude. Onde devido a maior densidade de raios e consequentemente melhor resolução na tomografia das estações mistas, representada em (b), as anomalias são bem mais definidas. Com destaque para o Planalto da Borborema, a bacia potiguar e a bacia Sergipe Alagoas, as quais não são resolvidas nos estudos de Dias et al., (2015). Essa comparação pode ser feita de forma análoga para as tomografias representadas na Figura 5.6 (a) e (b), para o período de 10 s, onde essas três diferentes anomalias são maiores em amplitude para os pares de estações mistas (período curto e banda larga), sugerindo uma continuidade em profundidade.

Figura 5.7 – Topografia e mapa tomográfico de velocidades de rupo para 5 s. (a) Superfície digital da região da Província Borborema, em conjunto com a batimetria da área oceânica

adjacente. Imagem sonbreada (Inc 35° e Dec 315° Az). Sobre a superfície digital estão indicadas as principais assinaturas tomográficas. A linha vermelha representa os limites ou contorno do Planalto da Borborema. Modificado de Oliveira et al., (2008); (b) Tomografia de

velocidades de grupo da Província Borborema para um período de 5 s.

A Figura 5.7 (a) e (b) mostram boa correlação para o Planalto da Borborema (contornado pela linha vermelha) e devido a maior resolução causada pela maior cobertura ou maior densidade de raios interestações, Figura 5.7 (b), foi possível definir o Planalto da Borborema e correlacioná-lo com sua estrutura geológica em superfície. Esses importantes resultados são coerentes com a metodologia utilizada (Fast Marching Surface Tomography - FMST) de Rawlinson (2005), a qual possibilita calcular as velocidades médias para cada período específico, o eu foi feito nos resultados obtidos desta dissertação. Ou seja, os mapas tomográficos de velocidades de fase e de grupo apresentam velocidades médias diferentes as quais também variam com os diferentes períodos.

Figura 5.8 – Mapas de tomografia de sismologia ativa e passiva. (a) Mapa tomográfico obtido da tomografia continental da América do Sul, utilizando eventos, destacando a Província Borborema e (b) mapa tomográfico do nordeste do Brasil, com a utilização de ruído sísmico

de ambiente.

Por sua vez, a Figura 5.8 mostra dois mapas tomográficos. O primeiro, em (a), foi obtido através da tomografia continental da América do Sul utilizando eventos sísmicos (Luz et al., 2014) e o segundo, (b), foi obtido nesta dissertação através de uma tomografia regional de ruído sísmico de ambiente, ambas para o período de 10 s. Apesar das tomografias terem sido feitas em diferentes escalas, continental e regional, pode-se observar uma relativa equivalência dos dois mapas. O que comprova o quanto é eficiente a tomografia feita utilizando apenas o ruído sísmico de ambiente.

6 – Conclusões

A correlação cruzada de ruído sísmico de ambiente na Província Borborema do Nordeste do Brasil permitiu a reconstrução das funções de Green empíricas para os pares de estações separados por uma distância de ~50 até ~1312 km. As estações de período curto da rede do INCT-ET

71 mostraram-se eficientes para esse processo e, juntamente com as estações de banda larga da rede RSISNE, foi possível obter um total de 1048 funções de Green do meio de propagação (incluindo correlações mistas), para os diferentes pares de estações de band larga e período curto.

A técnica do FTAN (Frequency-Time Analysis), através de sua versão automatizada AFTAN (Automated Frequency-Time Analysis), mostrou-se um ótimo método para a medição das curvas de dispersão nas funções de Green empíricas, tanto para velocidades de grupo como para velocidades de fase. Um dos principais passos na análise das estações de período curto foi a remoção da resposta instrumental, o que permitiu a medição dessas curvas para períodos de até 10 s. A técnica do AFTAN foi muito importante para otimizar o tempo nas medidas de dispersão e bastante confiável. No entanto, o contole de qualidade foi essencial para selecionar as curvas mais precisas e satisfatórias, descartando as curvas instáveis.

A principal conclusão é que realmente foi possível utilizar as estações de período curto da rede do INCT-ET com sucesso para fazer a tomografia de ondas de superfície com ruído sísmico de ambiente. Juntando-as às estações de banda larga da RSISNE, de fato aumentou de maneira significativa o número de percursos interestação permitindo uma maior densidade de raios sísmicos e consequentemente uma resolução bem maior para as imagens tomográficas. Sendo assim, as imagens da tomografia sísmica demonstraram variações de anomalias positivas e negativas bem definidas, tanto nos mapas tomográficos de velocidades de grupo como nos de fase.

Por fim, em comparação com o trabalho de Dias et al. (2015), as anomalias tomográficas obtidas utilizando também as estações de período curto mostraram-se robustas e se correlacionaram em amplitude com as anomalias medidas com as estações de banda larga, apesar de pequenas diferenças em suas localizações devidas à diferença do arranjo espacial das estações entre as duas redes sismográficas. Além de aumentar satisfatoriamente a resolução, foi possível definir estruturas adicionais, como a bacia Sergipe-Alagoas e o Planalto da Borborema. Finalmente, foi possível verificar mais uma vez que com a tomografia de ruído sísmico de ambiente é possível mapear anomalias de velocidade de forma satisfatória, mostrando que não é preciso a ocorrência de um evento sísmico para identificar variações de velocidade em subsuperfície.

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No documento Tomografia de ruído sísmico de ambiente na Província Borborema com estações de período curto (páginas 65-82)