2 Func¸˜ao do Receptor para ondas P
4.2.2 Func¸˜oes do receptor para ondas S
A func¸˜ao do receptor para ondas S (SRF) seria utilizada inicialmente como um m´etodo complementar `a func¸˜ao do receptor para ondas P (PRF) para o estudo das fases do manto e es- pessura da litosfera, mas devido `a baixa quantidade de eventos dispon´ıveis para an´alise (Figura 3.2 e Tabela 3.1) vamos nos limitar apenas a comparar os resultados para as descontinuidades do manto.
Uma comparac¸˜ao entre os resultados de SRF e PRF ´e mostrada na Figura 4.8 onde apre- sentamos os trac¸os de func¸˜ao do receptor para ondas S (como na Figura 3.4) para as regi˜oes Paran´a, cr´aton S˜ao Francisco e regi˜ao Norte/Nordeste junto com os tempos lidos nas func¸˜oes do receptor para ondas P, os tempos s˜ao os mesmos mostrados na Figura 4.6 (a), (b) e (c).
De forma geral vemos que os picos na SRF coincidem com os grupos de tempos para a
PRF. Nas regi˜oes cratˆonicas a SRF se mostra mais adiantada do que o IASP91, coincidindo com os tempos para os trac¸os da PRF sobre os cr´atons (tempos 1 a 6 para a regi˜ao NNE e
4.2 Interfaces do manto e zona de transic¸˜ao 116 40 50 60 70
Tempo (s)
(58 traços) (17 traços) (15 traços) p=6.4 s/° 410km 660km SKS PR SKS SFc SKS NNE 9 6 3 11 2 5 10 4 7 1 8 6 5 3 11 1 2 4 10 8 9 7 4 3 5 1 2 8 7 6 3 4 2 5 8 6 1 7 5 4 6 3 1 2 8 7 9 5 1 4 2 3 6 8 7 9Figura 4.8: Comparac¸˜ao entre os trac¸os de func¸˜ao do receptor para ondas S (fase SKS somente) empilhados para as regi˜oes Paran´a (PR), cr´aton S˜ao Francisco (SFc) e Norte/Nordeste (NNE) junto com os tempos lidos nos trac¸os de func¸˜ao do receptor para ondas P (Figura 4.6 (a), (b) e
(c)). Os n´umeros referem-se aos trac¸os de func¸˜ao do receptor para onda P da Figura 4.6.
tempos 2 a 5 para o SFc), com excec¸˜ao da descontinuidade de 410 km para a regi˜ao do cr´aton S˜ao Francisco que, como j´a discutido, n˜ao foi bem identificada.
Para a regi˜ao da bacia do Paran´a a comparac¸˜ao n˜ao ´e clara. A descontinuidade de 410 km na SRF se apresenta mais atrasada do que os tempos lidos na PRF, no melhor dos casos, a SRF poderia ser compat´ıvel com o tempo de n´umero 8 da PRF. J´a a descontinuidade de 660 km na
SRFpara a bacia do Paran´a, apresenta um pico compat´ıvel com os tempos de n´umeros 8 e 10 da PRF, mostrando assim um ligeiro atraso em relac¸˜ao ao modelo IASP91.
Desse modo, dada a baixa quantidade de dados dispon´ıveis para a SRF, n˜ao ´e poss´ıvel fazer an´alises mais detalhadas com os resultados para as descontinuidades do manto nas profundida- des de 410 km e 660 km. A SRF para a regi˜ao est´avel da placa Sul-Americana n˜ao parece ser um m´etodo de grande aplicabilidade para o estudo destas descontinuidades. Acreditamos que o principal motivo que inviabilizou a utilizac¸˜ao da SRF para o estudo das descontinuidades do manto foi a baixa quantidade de eventos dispon´ıveis pela m´a colocac¸˜ao da placa Sul-Americana em func¸˜ao das principais fontes sismogˆenicas do planeta. Al´em disso, as ondas SKS apresen- tam um coeficiente de convers˜ao de S para P muito pequeno (pouco energia ´e convertida para a componente L na interface) comparado com o coeficiente de convers˜ao em profundidades menores sofridas pelas ondas S (Yuan et al., 2006), como na identificac¸˜ao da LAB.
Para a determinac¸˜ao da espessura da litosfera, como foi poss´ıvel utilizar ondas S e SKS, al´em de obtermos uma maior quantidade de trac¸os em cada empilhamento, as SRF se mostra- ram mais coerentes, fornecendo trac¸os empilhados com uma relac¸˜ao sinal ru´ıdo mais favor´avel. Com isso, o trabalho elaborado como parte deste doutorado (Heit et al., 2007) foi o primeiro
(40− 80 km) e maior espessura no interior do continente (80 − 160 km). Outros resultados in- teressantes foram o aumento gradual da profundidade da LAB com a idade da placa oceˆanica, uma tendˆencia de baixos valores para estac¸˜oes localizadas em regi˜oes de margem passiva ou ativa (zonas de subducc¸˜ao) e mesmo, a identificac¸˜ao da LAB “continental” (entre a Moho e a placa subduzida de Nazca) e da LAB da placa de Nazca subduzida, que claramente acompanha a subducc¸˜ao na regi˜ao ocidental da placa Sul-Americana. Um outro resultado n˜ao totalmente entendido ainda, foi a obtenc¸˜ao de uma LAB mais fina para a estac¸˜ao CPUP (Figura 2.5) para a regi˜ao da bacia do Chaco-Paran´a. Esse resultado de litosfera mais fina se correlaciona com uma anomalia de baixa velocidade encontrada por Feng et al. (2007).
118
5
Conclus˜oes
Com os resultados apresentados nesta tese acreditamos que aumentamos consideravelmente a quantidade de informac¸˜oes dispon´ıveis sobre a estrutura das interfaces do manto, litosfera e crosta na plataforma Sul Americana e mostramos variac¸˜oes bem correlacionadas com as prin- cipais feic¸˜oes tectˆonicas. Aqui vamos realc¸ar as caracter´ısticas que julgamos mais importantes dentre os resultados apresentados e as considerac¸˜oes finais sobre o trabalho apresentado.
A crosta na plataforma Sul Americana mostrou uma espessura mais uniforme, com varia- c¸˜oes mais sutis, quando comparada com as variac¸˜oes observadas para a raz˜ao de velocidades. A sua espessura m´edia observada foi de 39.4 ± 0.6 km com os maiores valores atribu´ıdos `a regi˜ao do rifte central da bacia do Paran´a e os menores para a o extremo oriente da prov´ıncia Bor- borema. Os valores de vp/vs mostram caracter´ısticas claras, delimitando importantes regi˜oes tectˆonicas. Os cr´atons (Amazˆonico, S˜ao Francisco e S˜ao Lu´ıs) mostraram valores extremamente baixos enquanto que as faixas Proteroz´oicas, valores mais elevados. Verificamos tamb´em uma diferenc¸a clara dos valores de vp/vsentre a margem continental oriental (vp/vsaltos) em relac¸˜ao ao segmento norte/nordeste (vp/vs baixos), o que poderia estar refletindo os diferentes meca- nismos de abertura do Atlˆantico. A bacia do Paran´a mostrou valores de vp/vs crustais muito pr´oximos das prov´ıncias Proteroz´oicas, o que contrasta com a presenc¸a de um suposto emba- samento cratˆonico para esta regi˜ao, ou pelo menos implica, que este seja fragmentado como sugerido por outros trabalhos mais recentes.
As interfaces do manto se mostraram bastante uniformes para a regi˜ao estudada, sofrendo alterac¸˜ao significativa somente na parte Sul da bacia do Paran´a, que foi associada `a presenc¸a da placa de Nazca subduzida na profundidade de 660 km. Para os cr´atons, os tempos lidos indicam alterac¸˜oes de at´e 5% nas velocidades do manto superior, caracter´ıstica esta comum dos modelos tomogr´aficos apresentados, e de onde conclu´ımos, que nestas regi˜oes as variac¸˜oes observadas podem ser explicadas totalmente por uma alterac¸˜ao na velocidade do manto superior excluindo assim variac¸˜oes topogr´aficas causadas por uma mudanc¸a de temperatura no manto perto da zona de transic¸˜ao. Na regi˜ao norte, embora esteja claro no perfil apresentado (Figura 4.6) o limite oriental (39◦±3◦W) dos terrenos cratˆonicos, n˜ao foi poss´ıvel identificar o limite entre o cr´aton
Neoproteroz´oica da faixa Arac¸ua´ı (Prov´ıncia Mantiqueira) o que indica um manto mais quente para esta regi˜ao. Este resultado s´o poder´a ser confirmado com o aumento de estac¸˜oes nesta regi˜ao, dada a caracter´ıstica local deste evento e a sua proximidade do cr´aton S˜ao Francisco que poderia estar interferindo nos resultados obtidos.
A espessura da litosfera apresentada neste trabalho foram as primeiras estimativas do tipo realizadas na placa Sul-Americana e na placa de Nazca e mostraram uma boa correlac¸˜ao com a idade dos terrenos estudados dentro da plataforma Sul Americana. As regi˜oes cratˆonicas no interior dos continentes mostraram uma profundidade maior para a espessura da litosfera (SAML, BDFB) enquanto que as regi˜oes correlacionadas com as faixas proteroz´oicas mostraram valores menores (CPUP, PARANA1, COAST+SPB2, RCBR, TRQA). Fora da parte da plataforma os resultados tamb´em est˜ao coerentes com tectˆonica de cada regi˜ao. Para as ilhas oceˆanicas, a espessura da litosfera aumenta com a distˆancia da dorsal, mostrando assim um espessamento da litosfera com a idade da placa. Para a regi˜ao de subducc¸˜ao Andina, a func¸˜ao do receptor para ondas S al´em de identificar positivamente a litosfera oceˆanica (em subducc¸˜ao) mostrou-se capaz de delimitar a pr´opria placa de Nazca subduzida e a poss´ıvel litosfera continental posicionada entre a placa subduzida e o limite crosta-manto que tamb´em foi observado para todas as estac¸˜oes analisadas. Quanto as metodologias utilizadas notamos que a func¸˜ao do receptor para onda P j´a ´e um m´etodo bem estabelecido para o estudo das interfaces da crosta e manto apresentando recursos muitas vezes derivados da s´ısmica, por exemplo “move-out”, que d˜ao versatilidade e funciona- lidade ´ımpares ao m´etodo. J´a a func¸˜ao do receptor para ondas S, ´e um m´etodo relativamente novo que, embora tenha herdado funcionalidades da func¸˜ao do receptor para ondas P, ainda necessita maior desenvolvimento para alcanc¸ar o mesmo n´ıvel de maturidade, principalmente na parte de identificac¸˜ao e leitura de fases m´ultiplas.
Para futuros estudos na regi˜ao da Am´erica do Sul com func¸˜oes do receptor para onda S sugerimos especial atenc¸˜ao `a baixa quantidade de dados dispon´ıveis para ondas S e SKS com- pat´ıveis com a metodologia que, como mostrado neste trabalho, praticamente impossibilita a utilizac¸˜ao de estac¸˜oes tempor´arias individuais, isto ´e, muitas vezes ´e necess´ario agrupar diver- sas estac¸˜oes para se obter o n´umero suficiente de eventos que possibilite a identificac¸˜ao clara das fases de interesse, perdendo assim resoluc¸˜ao espacial nos parˆametros buscados. Um outro problema encontrado foi a limitac¸˜ao de utilizac¸˜ao de ondas SKS para o estudo das interfaces
1Paran´a n˜ao ´e uma estac¸˜ao e sim representa o grupo de estac¸˜oes na bacia do Paran´a. 2Como para o grupo Paran´a, Coast representa as estac¸˜oes da Faixa Mantiqueira
5 Conclus˜oes 120
do manto na zona de transic¸˜ao que, associado `a baixa quantidade de eventos e ao baixo ˆangulo de incidˆencia dessas fases, comprometeu fortemente a identificac¸˜ao das interfaces buscadas. Al´em do mais, ´e importante levar em conta que os limites de distˆancia epicentrais para os even- tos compat´ıveis com a func¸˜ao do receptor para ondas S s˜ao maiores (55◦–85◦ para ondas S e 85◦–115◦ para ondas SKS). Uma consequˆencia direta disso ´e que a func¸˜ao do receptor para ondas S apresenta um conte´udo de altas freq¨uˆencias reduzido quando comparada com a func¸˜ao do receptor para ondas P (a Terra age como um filtro passa baixa, quanto mais longe estiver o evento, menor a quantidade de freq¨uˆencias registradas), que tem implicac¸˜ao direta na espessura m´ınima da camada a ser identificada.
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