Defesa de dissertação de mestrado
Aluno: Felipe Proença Corral
Programa: Geofísica
Título: “Análise da influência da estrutura heterogênea de velocidade do manto em ondas telessísmicas convertidas usadas para imagear a zona de transição”
Orientador: Prof. Dr. Carlos Alberto Moreno Chaves
Coorientador: George Sand Leão Araújo de França
Comissão Julgadora
- Prof. Dr. Carlos Alberto Moreno Chaves - IAG/USP
- Prof. Dr. Aderson Farias do Nascimento – UFRN - por videoconferência
- Profª. Dra. Cíntia Rocha da Trindade - UFOPA - por videoconferência
Resumo
Este projeto de mestrado focou em analisar como o efeito de heterogeneidades presentes no manto afetam o tempo de percurso de ondas convertidas de P para S nas descontinuidades de 410 km e 600 km, que marcam a chamada zona de transição do manto. A zona de transição do manto é caracterizada por mudanças de fase do mineral olivina, o mais abundante no manto, e desempenha papel-chave no mecanismo de convecção, se em camadas ou envolvendo todo o manto. Assim, o entendimento sobre a estrutura da zona de transição pode trazer importantes informações sobre o estilo de convecção predominante no manto da Terra, um problema ainda aberto em geodinâmica. As ondas P e suas conversões nas descontinuidades de 410 km e 660 km, P410s e P660s, são amplamente utilizadas para determinar variações na topografia das descontinuidades de 410 km e 660 km, principalmente em estudos regionais. Para tal propósito, utilizamos sismogramas sintéticos obtidos pelo método do elemento espectral com o modelo PREM, com 2 modelos de tomografia sísmica global recentes para 12 eventos distribuídos em forma espiral a partir das coordenadas -100 °E e 40 °N e registrados por 1848 estações sísmicas virtuais localizadas nos Estados Unidos. A partir de sismogramas empilhados, estimamos tempos de percurso com a teoria do raio para o modelo PREM e para os modelos de tomografia sísmica. Com isso, pudemos mapear variações de tempo de percurso da P410s-P e P660s-P e analisar como simplificações teóricas afetam a estimativa da espessura da zona de transição. Adicionalmente, para verificar a resolvibilidade das variações laterais da topografia das descontinuidades do manto a partir do método de função do receptor, nós distorcemos a malha de elementos espectrais do SPECFEM3D GLOBE tal que pudemos analisar como variações harmônicas na topografia, de diferentes comprimentos de onda, são recuperadas. Neste trabalho verificamos se o procedimento comumente aplicado para estudos de Função do Receptor conseguiria resolver as dimensões laterais e verticais de estruturas topográficas nas descontinuidades de 410 km e 660 km que definem a zona de transição do manto, quando não consideramos somente o modelo 1D e quando aplicamos as correções de tempos de percurso usando os modelos 3D de tomografia sísmica. O método da função do receptor é bastante sensível às variações de topografia em ambas as descontinuidades, podendo resolver lateralmente diversos tamanhos de topografia, excetuando-se feições de curto cumprimento de onda, tendo a sua resolvibilidade comprometida, podendo ficar indetectáveis por esse procedimento. O mesmo não se pode dizer para as amplitudes dessas feições, que diferiram do valor adotado nas simulações, tendendo a superestimar os valores das feições aplicadas as descontinuidades. Analisando os resultados principais do projeto, o qual é avaliar a influência da estrutura de velocidade sobre a onda P e suas conversões nas descontinuidades de 410 km e 660 km, ou seja, como não considerar correções de tempo devido às heterogeneidades no manto pode afetar o imageamento das topografias na zona de transição do manto. Como resultado, temos que as correções de tempo de percurso usando modelos de tomografia se mostram indispensáveis para a recuperação das feições nas descontinuidades da zona de transição do manto, contudo, devido às limitações do processamento aplicado, identificamos a presença de artefatos de processamento de feição semelhante em todos os casos estudos e que possivelmente são interpretados erroneamente como feições topográficas em situações reais. Outro ponto é que ao usar somente as correções de tempo de percurso baseado na teoria do raio, a correção usando diferentes modelos forneceram diferentes resultados, nos fazendo questionar se não seria necessário realizar correções de efeitos de frequência finita para diminuir a disparidade encontrada entre as diferentes correções de tempo de percurso usando modelos 3D.
Palavras-chave: Sismologia, Função do Receptor, Zona de Transição do Manto, Simulação.