Defesa de Dissertação de Mestrado
Estudante: Thereza Mayra de Souza Fialho
Programa: Geofísica
Título: "Estrutura anisotrópica do manto superior sob a América do Sul inferida da divisão de ondas XKS"
Orientador: Prof. Dr. Carlos Alberto Moreno Chaves
Comissão Julgadora:
- Prof. Dr. Carlos Alberto Moreno Chaves – IAG/USP (Presidente e Orientador)
- Prof. Dr. Marcelo Peres Rocha – UnB
- Prof. Dr. Gilberto Leite Neto – ON
Membros suplentes:
- Prof. Dr. George Sand Leão Araújo de França – IAG/USP
- Dr. André Vinícius de Sousa Nascimento – ON
- Prof. Dr. Aderson Farias do Nascimento – UFRN (Coorientador)
- Profa. Dra. Cintia Rocha da Trindade – UFOPA
Resumo:
A anisotropia sísmica constitui uma ferramenta para avaliar a anisotropia elástica das rochas do manto superior, que se manifesta como variação direcional da velocidade de propagação e da polarização das ondas sísmicas em resposta ao alinhamento cristalográfico preferencial (LPO) da olivina, desenvolvido por deformação viscosa, e a estruturas litosféricas fósseis preservadas desde eventos tectônicos pretéritos. Nesta dissertação apresenta-se uma análise sistemática da anisotropia sísmica do manto superior da América do Sul por meio da divisão de ondas XKS (splitting), com base em registros de 555 eventos telessísmicos processados em estações das redes BL, BR, XC, XV e Y4. Os parâmetros de divisão, direção de polarização rápida (ϕ) e tempo de atraso (δt), foram estimados pelo método de minimização da energia da componente transversal e avaliados por um sistema multivariado de pontuação de qualidade (Quality Score), que classificou 77,5% das estações nas categorias de maior confiabilidade. Os resultados revelam padrão dominante de orientações ENE–WSW a E–W, com δt variando entre 0,6 e 1,3 s dependendo do domínio geológico. A comparação com o modelo de tomografia de ondas S de Nascimento et al. (2024) indica correlação negativa entre δt e velocidade sísmica, com coeficiente de correlação de −0,624 a 80 km para as estações de maior qualidade. A comparação com o modelo de profundidade da base da litosfera (LAB) do modelo SAAM23 (Ciardelli et al., 2022) revelou correlação negativa moderada (r = −0,51, p < 0,001) para as estações de qualidade máxima, indicando que domínios de litosfera espessa restringem o canal astenosférico e reduzem o δt integrado, enquanto domínios de litosfera fina favorecem contribuição astenosférica mais expressiva. A comparação com o campo de orientação preferencial cristalográfica (LPO) modelado por Hu et al. (2017) demonstra concordância crescente com os vetores XKS à medida que a profundidade aumenta de 100 para 200 km, consistente com dominância do fluxo astenosférico induzido pela subducção da Placa de Nazca sobre o sinal anisotrópico integrado. O resultado central desta dissertação consiste na identificação e interpretação de um padrão anisotrópico anômalo na Bacia do Pantanal, na porção oeste da Província Tocantins e na região a oeste da Sutura do Paraná Ocidental (WPS). Nessa região, os vetores XKS apresentam divergência angular de ∼ 30 – 45 ° em relação às direções E – W a ESE – WNW previstas pelo modelo de Hu et al. (2017), com orientações ENE – WSW que coincidem geometricamente com o movimento absoluto da placa Sul-Americana (APM), mas cuja coincidência é aqui interpretada como não causal. A hipótese proposta é que essas orientações reflitam um fluxo astenosférico canalizado pela zona de litosfera mais fina associada à Faixa Brasília, interposta entre as quilhas litosféricas do bloco Paranapanema e do Cráton São Francisco. Esse mecanismo tem suporte físico no princípio de que o fluxo viscoso astenosférico segue o caminho de menor resistência: sob quilhas cratônicas espessas, a viscosidade efetiva é maior e o canal astenosférico é reduzido, ao passo que sob faixas móveis neoproterozoicas de litosfera fina o canal é mais espesso e a resistência ao fluxo é menor. Ao atingir o Cráton Amazônico a noroeste, o fluxo encontraria barreira litosférica adicional, sendo então redirecionado para a direção NE–SW na região afinada a oeste da WPS. Esse mecanismo é análogo ao documentado numericamente para a margem Caribe–América do Sul, onde a quilha cratônica Sul-Americana deflete e concentra o fluxo astenosférico em canal estreito, e para o leste da Ásia, onde o fluxo proveniente do Tibete é bloqueado pelos crátons de Ordos e Sichuan e redirecionado ao longo da zona de litosfera mais fina entre eles. O padrão é também consistente com a limitação reconhecida por Hu et al. (2017): a ausência de quilhas profundas adequadas para o Cráton São Francisco e o bloco Paranapanema degrada o ajuste nessa região, e a verificação da hipótese proposta requereria simulações geodinâmicas com geometria litosférica atualizada, incorporando as raízes cratônicas imageadas pelos modelos de Nascimento et al. (2024) e Ciardelli et al. (2022).
Palavras-chave: anisotropia sísmica, divisão de ondas XKS, América do Sul, fluxo astenosférico, LPO, litosfera, Paranapanema, Cráton São Francisco.