Doutorado: Mecanismos focais e o padrão de tensões intraplaca no Brasil

A determinação de mecanismos focais em regiões intraplacas pode ser bem desafiadora, pois, frequentemente, os sismos são registrados em poucas e/ou distantes estações sismográficas. Neste trabalho, são mostradas duas metodologias para situações como essa. 

A primeira baseia-se na inversão de forma de onda completa, onde cada percurso fonte-estação tem seu próprio modelo de velocidade específico, modelo esse derivado da análise de dispersão de velocidade de grupo das ondas de superfície Rayleigh e Love. A inversão foi posteriormente checada com as polaridades de onda P conhecidas. 

Uma importante inovação foi o chamado teste de banda de frequência, que, basicamente, consiste em realizar a inversão em diversas faixas de frequência para checar a incerteza e estabilidade da solução. Essa metodologia foi testada com dois sismos do Brasil e um da Grécia, todos com mecanismo focal publicados. Mostrou-se que os modelos de velocidade específicos melhoram a resolvabilidade das soluções focais.

Normalmente, a inversão só pode ser realizada até 10 comprimentos mínimos da onda S (MSW, minimum shear wavelength) para modelos de velocidade globais ou regionais. Com os novos modelos específicos, foi possível chegar a 65 MSW. Inversão de forma de onda para apenas uma estação foi testada exaustivamente, mas a inversão conjunta de várias estações mostrou-se mais estável e confiável, obviamente. Concluiu-se que para ser confiável, uma solução deve ter: boa ajuste de forma de onda e polaridade de onda P e, também, estabilidade no teste de banda de frequência.  

A segunda consiste em usar o registro de estações telessísmicas e, por meio da inversão de forma de onda P, recuperar o mecanismo focal e profundidade. Foram feitos dois testes sintéticos e dois testes com eventos reais de solução focal conhecida. Esses testes mostraram que, em alguns casos, a onda P telessísmica não é suficiente para obter o mecanismo e que informações adicionais, vindas da polaridade da onda P, são necessárias para confirmar o mecanismo focal.

As metodologias desenvolvidas aqui permitiram que a determinação de mecanismo focal para um conjunto de dados tão limitados fosse realizada, podendo ser aplicada em diversas regiões que se encontram na mesma situação. Com essas novas metodologias, foram determinados 12 novos mecanismos focais no Brasil, aumentando para 76 o número com tremores com soluções conhecidas.

Foi realizada uma compilação de soluções focais para a região intraplaca da América do Sul, usando dados publicados na literatura e catálogos de agências internacionais bem como dados de breakout e medidas in-situ. Os mecanismos foram agrupados por proximidade e invertidos para momento tensor usando-se a técnica de bootstrap para analisar a estabilidade dos tensores. Os resultados mostraram que a orientação do esforço varia de natureza e direção. Na região sudeste e na Bacia do Chaco-Pantanal a orientação da máxima compressão horizontal (SHmax ) é predominantemente leste-oeste. No Craton do São Francisco SHmax é aproximadamente leste-oeste, mas a solução tem grande incerteza. Uma rotação de leste-oeste para noroeste-sudeste pode ser encontrada na região central e Amazônica no Brasil. O efeito da costa (tendência de SHmax ser paralelo à costa) foi confirmado. Os novos dados de mecanismo focal e as orientações de SHmax servirão para testar, no futuro, modelos numéricos de tensões intraplaca na América do Sul.