Defesa de tese de doutorado
Estudante: Lúcio Quadros de Souza
Programa: Geofísica
Título: “Tomografia de Velocidade de Fase de Ondas de Superfície de Terremoto e Ruído Ambiental da Litosfera Sul-americana”
Orientador: Prof. Dr. Marcelo Sousa de Assumpção
Comissão Julgadora
- Prof. Dr. Marcelo Sousa de Assumpção - IAG/USP
- Prof. Dr. George Sand Leão Araújo de França - IAG/USP
- Prof. Dr. Thomas Meier (Kiel University) - por videoconferência
- Profa. Dra. Suzan van der Lee (Northwestern University) - por videoconferência
- Prof. Dr. Marcelo Peres Rocha – UnB - por videoconferência
Resumo
As velocidades de fase das ondas Rayleigh foram determinadas automaticamente utilizando registros de terremotos de 1.022 estações sismográficas em toda a América do Sul, Antártica e Caribe entre 1990 e 2020 para 10.799 terremotos, resultando em 19.522 curvas de dispersão. Mapas de velocidade de fase da componente isotrópica e anisotrópica são apresentados para períodos entre 5 e 200 s. Para profundidades entre 0 e 300 km, as componentes isotrópicas foram utilizadas para calcular um modelo 3D de velocidade da onda de cisalhamento para o continente, com base em uma técnica de inversão estocástica de otimização por enxame de partículas. Também obtivemos um mapa de espessura da Moho para a América do Sul, que mostra boa concordância com o mapa de espessura crustal mais recente para a região. Anisotropia azimutal foi observada em áreas com pouca cobertura em estudos anteriores de SKS na Plataforma Sul-Americana, incluindo a Bacia do Amazonas, Cráton Amazônico e Bacia do Pantanal. Para períodos acima de 60 s, observamos a direção rápida de anisotropia azimutal orientada NE-SO nas regiões das bacias sedimentares do Pantanal e Chaco-Paraná. Essa tendência coincide com uma zona de baixa velocidade (-4% V_{SV} a 100 km) observada neste e em outros estudos, interpretada como uma região de afinamento da litosfera. Este resultado sugere que o fluxo do manto é direcionado pela topografia litosférica nesta área. Em profundidades crustais nos Andes, a anisotropia azimutal é orientada paralelamente ao strike da orogenia, o que é consistente com a compressão observada da Placa Sul-Americana pela subducção da Placa de Nazca. Também observamos uma diferença sistemática entre os escudos da Guiana e do Brasil em profundidades litosféricas. Nosso modelo mostra que, em média, as velocidades das ondas de cisalhamento são aproximadamente 3% mais baixas no Escudo da Guiana do que no Escudo Brasileiro, o que pode resultar de um retrabalho da litosfera cratonica na região Província Magmática do Atlântico Central. Finalmente, observou-se baixa espessura crustal e litosférica na Província Tocantins, no Brasil, de acordo com estudos anteriores de refração sísmica e função do receptor, o que pode explicar a alta sismicidade observada nesta área. Curvas de dispersão de ruído ambiental foram calculadas de forma semelhante à metodologia dos terremotos. Utilizamos 138 estações sismográficas de 1998 a 2022 da Rede Sismográfica Brasileira e instalações temporárias para calcular 1.477 curvas de dispersão de velocidade de fase da onda Rayleigh. Mapas isotrópicos e anisotrópicos de ondas Rayleigh, para períodos entre 2 e 200 s, foram calculados combinando as curvas de dispersão do conjunto de dados de terremotos com o ruído ambiental. Para as velocidades de fase isotrópicas, os resultados mostram boa concordância com tomografias anteriores na crosta. Em 2 s, anomalias altas de velocidade de fase são observadas a oeste da Bacia do Pantanal em relação ao leste. Este resultado concorda com uma inversão conjunta de Função do Receptor, ondas de superfície e dados H/V e indica que o embasamento da bacia é mais raso no Oeste. Para as anisotropias azimutais e profundidades crustais (5 a 20 segundos), observamos uma tendência NE-SO da direção rápida da anisotropia ao norte da Bacia do Pantanal e NO-SE ao sul dela, bem correlacionada com o strike do cinturão do Paraguai sob a bacia. Nas mesmas profundidades, a direção rápida N-S das anisotropias foram observadas principalmente dentro da Bacia do Paraná, o que pode estar associado à colisão dos crátons Paranapanema, Rio Apa e Amazônico durante que colidiram durante a formação do Gondwana Ocidental no Neoproterozoico, conforme mencionado por um estudo anterior. Direções rápidas de anisotropias paralelas à margem passiva na Província Mantiqueira foram observadas e bem correlacionadas com um estudo de Pms splitting nesta área. Este resultado ajuda a confirmar a interpretação de que a anisotropia crustal e litosférica na Faixa Ribeira é devido a principalmente deformações de cisalhamento devido a Orogênese Brasiliana.
Palavras-chave: Imagiamento crustal, Profundidade da Moho, Anisotropia Sísmica e Tomografia Sísmica