Origem, aquisição e processamento dos dados

2.2.1. Aquisição de reflexão sísmica de alta resolução – sistema Boomer

Os dados utilizados para a realização desta dissertação foram adquiridos entre os anos de 2005 e 2017 pelo Instituto Hidrográfico a bordo da lancha hidrográfica NRP “Auriga”. São dados de cariz geofísico, nomeadamente 23 linhas de reflexão sísmica de alta resolução, com direções paralelas e perpendiculares à linha de costa, numa malha regular e uniforme em praticamente toda a área de interesse. Na Figura 2.7 encontram-se representadas as localizações das linhas sísmicas utilizadas para a interpretação sismo-estratigráfica no decorrer do trabalho prático (ver também Anexo 1).

Figura 2.7 – Localização das linhas sísmicas adquiridas na plataforma continental a sul da cadeia da Arrábida e utilizadas para a realização da interpretação sismo-estratigráfica (ver também em Anexo 1).

Os registos de reflexão sísmica monocanal de alta resolução foram obtidos com recurso a um sistema do tipo Boomer, constituído por uma fonte de energia (capacitor

charging unit), uma fonte acústica (placa Boomer da Applied Acoustics Engineering), uma

cadeia de hidrofones e uma unidade de aquisição de sinal. A fonte de energia é uma unidade de alimentação de alta tensão com a capacidade de recarregar condensadores com quantidade de energia necessária num intervalo de tempo curto (Reis, 2017). Pode operar entre os 100 e 300 joules (J) e a sua função é produzir um sinal acústico através de uma descarga de energia elétrica.

A fonte acústica do tipo boomer foi desenvolvida no início dos anos 60 (Edgerton & Hayward, 1964 in Jones, 1999) e trata-se de um sistema electromecânico que gera o impulso acústico por aceleração de massa de água, através de uma bobine elétrica magneticamente acoplada a um disco metálico localizado por trás de um diafragma de borracha (Reis, 2017). Esta placa é instalada numa estrutura catamaran, com dois flutuadores laterais, de modo manter a horizontalidade e flutuabilidade à superfície da água, quando rebocada por uma embarcação.

A fonte de energia é conectada à fonte acústica através de um cabo de alta tensão que permite a passagem da energia para geração do movimento na placa Boomer.

Após a geração da onda de pressão pela fonte acústica e reflexão do mesmo no fundo do mar e formações geológicas subjacentes, este é recebido por uma cadeia monocanal de

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hidrofones (com pré-amplificador de sinal), rebocada à superfície da água. Para além do sinal gerado pela fonte acústica e refletido pela estrutura geológica, os hidrofones recebem também frequências de sinais parasitas (ruído), que podem estar associados à motorização da embarcação, turbulência da água, tal como a ondulação e ruído ambiente (ex: tráfego marítimo e estado do mar) (Jones, 1999).

O sinal adquirido através da cadeia de hidrofones é posteriormente digitalizado numa unidade de aquisição de sinal, através de uma carta ADC que converte o sinal analógico recebido pelos hidrofones para digital. Este sinal é monitorizado em tempo real com software de aquisição da IXBLUE (Delph Seismic Acqusition), e os dados gravados em formato SEG- Y para posterior processamento e interpretação no software da IXBLUE (Delph Seismic

Interpretation).

Os dados obtidos respeitaram determinados parâmetros de aquisição tais como: o intervalo entre disparos (shooting rate), que representa o intervalo de tempo em milissegundos (ms) entre duas sucessivas emissões de sinal; o comprimento de gravação (recording length), que representa o tempo em milissegundos (ms) da aquisição em cada emissão de sinal; e a frequência de amostragem (sampling frequency), que representa a frequência com que a carta ADC vai digitalizar o sinal analógico.

Esta frequência de amostragem (fs) deve ser sempre maior que o dobro da largura de

banda do sinal gerado pela fonte acústica, respeitando o critério formalizado por Harry Nyquist em 1928, no qual é referido que fs ≥ 2B, onde B representa o valor de frequência

máxima do sinal. Se fs/2 for menor que o valor de frequência máxima do sinal, então a

sobreposição das réplicas espectrais impossibilitam a reconstituição do sinal original. Nos dados utilizados o intervalo de disparos é variável entre os 200 e 500 ms, o comprimento de gravação definido foi entre os 200 e 490 ms e a frequência de amostragem de 12 a 16 kHz.

Os dados obtidos foram georreferenciados através de posicionamento com DGPS (radio Beacon) a uma taxa de 1 Hz, no qual, a cada impulso de sinal recebido é associado um par de coordenadas.

2.2.2. Processamento de dados

As linhas de reflexão foram processadas com recurso ao software Delph Seismic

Interpretation da IXBLUE. O processamento dos registos de reflexão sísmica segue uma

sequência de etapas fundamentais necessárias ao melhoramento da qualidade dos dados. No sistema de aquisição de dados, os equipamentos de emissão e receção de sinal utilizados são rebocáveis a ré do navio, e isto faz com que seja necessária a correção da distância (layback) entre a parte ativa da cadeia de hidrofones, que recebe o sinal refletido, e a localização da antena GPS para cada disparo efetuado pela fonte acústica. O software de processamento converte o eixo das abcissas de tempo em distância (metros, m), e o eixo das ordenadas é mantido em tempo duplo (milissegundos Two Way Travel Time, ms TWTT), que corresponde ao tempo de ida e volta do impulso acústico. Esta grandeza, pode ser convertida também em distância vertical (metros, m), uma vez conhecida a velocidade de propagação do som nas diferentes unidades sísmicas.

Assim, para o processamento foram aplicados os seguintes parâmetros:

a) Filtro passa-banda entre 300 Hz (passa alto) e 6000 Hz (passa baixo), correspondendo ao intervalo que cobre as frequências geradas pela fonte acústica, tendo como finalidade cortar o ruído fora da largura de banda do sinal e melhorar a qualidade do registo;

b) Ganhos AGC (Automatic Gain Control) de modo a compensar os efeitos da propagação e absorção da onda acústica na água, onde cada traço é filtrado de modo a obter uma amplitude média onde os ganhos correspondem ao inverso do sinal filtrado multiplicado por uma constante;

c) Filtro Swell para correção a variação da distância ao fundo devida à ondulação. Para a aplicação deste filtro é necessário proceder em primeiro lugar à marcação do refletor referente ao fundo marinho;

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d) Stacking, que consiste numa média móvel entre traços (disparos) que permite melhorar a razão sinal/ruído, mas deve ser utilizado com cautela pois poderá degradar a resolução horizontal.

Os perfis de reflexão sísmica foram interpretados individualmente, tendo em vista a identificação das unidades sísmicas presentes na área de estudo, segundo os critérios apresentados por Mitchum & Vail (1977) para a correta interpretação e identificação das unidades que compõem as sequências sísmicas, encontrando-se exposto no próximo ponto.