Defesa de Doutorado
Estudante: Gelson Ferreira de Souza Junior
Programa: Geofísica
Título: "Micropaleomagnetismo"
Orientador: Prof. Dr. Leonardo Uieda
Comissão Julgadora:
- Prof. Dr. Leonardo Uieda - Presidente e Orientador - IAG/USP
- Prof. Dr. Greig Paterson - University of Liverpool (por videoconferência)
- Prof. Dr. Wilbor Poletti - UFVJM (por videoconferência)
- Prof. Dr. Vanderlei C. Oliveira Jr. - Observatório Nacional (por videoconferência)
- Prof. Dr. Wyn Williams - University of Edinburgh (por videoconferência)
Membros suplentes:
- Prof. Dr. Ricardo Ivan Ferreira da Trindade - IAG/USP
- Prof. Dr. Carlos Aberto Mendonça - IAG/USP
- Prof. Dr. Lesleis Nagy - University of Liverpool
- Prof. Dr. Paul Yves Jean Antonio - University of Montpellier
- Prof. Dr. Gelvan Hartmann - Unicamp
Resumo:
O campo geomagnético desempenha um papel fundamental na manutenção da vida em nosso planeta, pois protege a atmosfera terrestre contra a erosão causada pelo vento solar. O estudo de sua direção e intensidade no passado constitui uma das poucas janelas quantitativas para compreender a evolução de longo prazo do geodínamo e realizar reconstruções paleogeográficas. Os métodos paleomagnéticos convencionais baseiam-se em medidas em massa de amostras com dimensões centimétricas, que representam a média da resposta de portadores magnéticos com diferentes tamanhos de grão e estabilidades, sem oferecer um meio direto de identificar e isolar os registradores mais confiáveis dessa informação. Novas técnicas de microscopia magnética, como o Microscópio Quântico de Diamante (QDM), permitem resolver o sinal magnético das rochas na escala dos grãos, em vez da amostra como um todo, abrindo uma nova linha de investigação, aqui denominada Micropaleomagnetismo. Entretanto, o uso da QDM como uma ferramenta paleomagnética quantitativa tem sido limitado por dois problemas em aberto: (i) recuperar a posição e o momento magnético de cada fonte a partir de um mapa de campo é um problema inverso inerentemente não único, normalmente resolvido apenas com o auxílio de medições adicionais; e (ii) a teoria clássica de grão monodomínio sugere que seriam necessários milhões de grãos para que a natureza estocástica da magnetização remanente termal (TRM) fosse adequadamente promediada, uma população muito superior ao número de fontes que a microscopia magnética é capaz de imagear. Esta tese aborda o primeiro problema por meio da Deconvolução de Euler (ED), uma técnica adaptada da geofísica de campos potenciais, utilizada como uma fonte eficiente de informação a priori para reduzir a ambiguidade da inversão magnética. Inicialmente, é desenvolvido um algoritmo semiautomatizado para estimar diretamente, a partir de dados de microscopia magnética, a posição e o momento dipolar de fontes magnéticas individuais. Em seguida, esse método é expandido com um refinamento não linear e um esquema iterativo de remoção de sinal para lidar com a interferência mútua entre fontes espacialmente próximas, que limitava a precisão da abordagem original. Posteriormente, o fluxo de trabalho é generalizado para uma formulação multipolar, capaz de acomodar contribuições de ordem superior quando a aproximação dipolar deixa de ser válida, utilizando harmônicos esféricos com os resultados da ED como centro da expansão. O segundo problema é abordado por meio da aplicação dessa metodologia progressivamente refinada a dados reais, com o objetivo de testar se a objeção estatística clássica ao paleomagnetismo em escala de grão permanece válida. Utilizando dados de alta resolução obtidos por QDM em amostras portadoras de TRM, foram recuperadas tanto paleodireções quanto paleointensidades absolutas a partir de populações contendo apenas centenas a milhares de anomalias magnéticas, em concordância com medições paleomagnéticas convencionais em massa. Em conjunto, esses resultados viabilizam o campo do Micropaleomagnetismo, no qual a microscopia magnética pode ser empregada como uma ferramenta paleomagnética quantitativa, estabelecendo um caminho prático para a reconstrução do campo geomagnético antigo a partir de materiais pequenos, raros ou insubstituíveis, incluindo amostras extraterrestres, para as quais medições paleomagnéticas convencionais não são uma opção.
Palavras-chave: Paleomagnetismo, Microscopia Magnética, Inversão de Dados Magnéticos, Microscópio Quântico de Diamante, Paleointensidade