Concurso Marinha Resumo de Geofsica

1. INTRODUO

MtodoParmetro MedidoPropriedades Fsicas Operativas

SsmicoTempos de percurso de ondas ssmicas refletidas/refratadasDensidades e mdulos elsticos (determinam as velocidades de propagao das ondas ssmicas)

GravitacionalVariaes espaciais da fora do campo gravitacional da TerraDensidade

MagnticoVariaes espaciais da fora do campo Geomagntico da terra. Susceptibilidade magntica e remanncia

Eltrico

Resistividade Resistncia da TerraCondutividade Eltrica

Polarizao InduzidaVoltagens de polarizao ou resistncia do solo dependente da frequncia.Capacitncia Eltrica

Potencial EspontneoPotenciais EltricosCondutividade Eltrica

EletromagnticoResposta s radiaes eletromagnticasCondutividade e Indutncia Eltricas

RadarTempos de percurso de ondas de radar refletidasConstante Dieltrica

2. ELEMENTOS DE UM LEVANTAMENTO SSMICO

Ondas ssmicas - criadas por uma fonte controlada e se propagam em subsuperfcie;So pacotes de energia de deformao elstica que se propagam radialmente a partir de uma fonte ssmica (ex.: Terremoto, exploses, etc.).Atenuao Perda de amplitude com a distncia da fonte.; Espalhamento geomtrico; Absoro

METOLOGIA GERAL (resumo) Modelo estudado: subsuperfcie da Terra; Fenmeno fsico: ondas mecnicas; Fonte pontual: exploso; Registro da resposta: geofones ou hidrofones; Repetio planejada: aquisio ssmica; Dado gerado: sismograma. Problemas encontrados: O pulso no impulsivo; Outros eventos alm das reflexes primrias: rudos, mltiplas, difraes e muito mais; Geologia complexa x multicamadas; Outros parmetros envolvidos; Disperso e atenuao (meio inelstico).

Etapas de um Estudo Ssmico

2.1 Tenso e Deformao

- Foras externas aplicadas em um corpo

a) Tenso (stress) Medida da intensidade dessas foras em equilbrio.

b) Deformao (strain) Um corpo submetido tenso sofre uma mudana de forma e/ou de volume

2.2 Ondas de Corpo (Compressivas e Cisalhantes)-- So NO Dispersivas, ou seja, TODOS os componentes de frequncia num trem de onda ou pulso viajam atravs de um dado material mesma velocidade.

a) Compressivas ou Compressionais ondas longitudinais primrias (ondas P). a. Propagam-se por deformao uniaxial (compresso e expanso) na direo de propagao da frente de onda;

b) Cisalhantes transversal ou secundria (ondas S).a. Propagam-se por meio de um cisalhamento puro numa direo perpendicular direo de propagao da frente de onda

2.3 Ondas Superficiais

- Ondas que se propagam no limite superficial de um slido elstico confinado.

a) Ondas Rayleigh- Propagam-se ao longo de uma superfcie livre ou ao longo de uma interface entre dois meios slidos no similares. - Partculas afetadas se movimentam de maneira elptica num plano perpendicular superfcie e contm a direo de propagao.- Restritas ao meio slido;- So Dispersivas;

b) Ondas Love

2.4 Ssmica de Reflexo - Fundamentos

A ssmica de reflexo faz parte de uma metodologia chamada: resposta impulsiva.Etapas do MTODO DE RESPOSTA IMPULSIVA Decidir que tipo de energia que ser estudada: energia mecnica, vibraes: ssmica;energia eletromagntica: geoeltrica; Excitar o meio com alguma fonte pontual energtica; Registrar a resposta do meio; Repetir muitas vezes, muitas vezes mesmo, o experimento, mudando a posio da fonte; Inferir propriedades sobre o meio, a partir dos dados.

2.4.1 Metodologia Geral Emisso de energia ondulatria controlada para a Terra; Registro da energia refletida em funo do tempo; Processamento dos dados.

- Lei de Snell O ngulo incidente igual ao ngulo de reflexo Os raios incidentes, refletidos e refratados, assim como a normal ao ponto de incidncia, esto no mesmo plano.

- Princpio de Huygens

- Princpio de Fermat

3. MAGNETOMETRIA3.1 Geomagnetismo

3.1.1 Campo Magntico Terrestre e Suas variaes ao Longo do Tempo

- Teoria do GeodnamoNcleo interno (slido) e Ncleo externo (material fundido) giram no mesmo sentido, mas em velocidades diferentes, gerando uma corrente, de caracterstica dipolar (ims com polos positivos e negativos), o que faz com que seja gerado um campo magntico ao redor da Terra.- Bssola Instrumento utilizado para sensoriar o campo magntico.- Apenas 90% do campo magntico terrestre pode ser descrito como dipolo simples;- Outros 10% so referidos como no-dipolares.

- Variaes Tanto a parte dipolar como a no dipolar so variveis com o tempo; Podem utilizar a chamada variao secular para entender melhor a conveco do ncleo externo; Comportamento comum reverso espontnea Anomalias magnticas mapeadas na crosta ocenica confirmaram a existncia de centros de expanso do assoalho ocenico, ajudando a entender os processos de deriva continental bem como registrando os paleodirees preferenciais do campo magntico terrestre ao longo da separao dos continentes. Rochas magnetizadas mais antigas 3,5 Ga (Campo magntico semelhante ao atual).; Altas temperaturas destroem o magnetismo; Materiais magnetizveis quando resfriados temperaturas inferiores a 500 tornam-se magnetizados na direo do campo magntico circundante (magnetizao Termorremanente) Magnetizao Termorremanente processo que magnetiza os derrames de lava e a crosta ocenica recm-formada. Em rochas sedimentares Magnetita (ex) orienta-se segundo o campo magntico durante a sua deposio.

3.1.2 Minerais Magnticos

Diagamentismo- Minerais magneticamente neutros que adquirem magnetizao antiparalela ao campo magntico indutor.- Depende do campo aplicado e reduz a zero (0) quando o campo removido.- Ex.: Quartzo (SiO2).

Paramagnetismo- Ocorre em matrias que possuem momentos magnticos inerentes, devido a momentos de spin e momentos orbitais descompensados (camadas atmicas incompletas). - Possuem suscetibilidade positiva.- Ex.: Ilmenita (FeTiO3)

Ferromagnetismo- Apresentam magnetizao espontnea mesmo na ausncia de um campo externo.- Elementos na natureza Ferro, Cobalto e Nquel.- Depende do arranjo tridimensional dos tomos;- Quando aquecido acima da temperatura de Curie, torna-se paramagntico.

Materiais antiferromagnticos - Possuem momentos magnticos antiparalelos. Isto resulta em uma susceptibilidade fraca e positiva. Porm, esses materiais podem adquirir magnetizao remanente, como por exemplo, a hematita.

Materiais ferrimagnticos - Tambm apresentam alinhamentos antiparalelos, porm, com intensidades diferentes. Os materiais ferrimagnticos adquirem uma magnetizao espontnea. A magnetita o mineral ferrimagntico mais importante na composio das rochas magnticas.

- Temperatura de Curie Temperatura acima da qual as foras de troca no podem atuar e o ordenamento magntico desaparece. Aplica-se s substncias ferro e ferrimagnticas .- Para magnetita e hematita a temperatura de Curie de 580 e 680 respectivamente.

3.1.3 Termomagnetismo e magnetizao de rochas- Determinao das temperaturas de Curie Anlise da variao de susceptibilidade em funo da temperatura.- Para minerais ferromagnticos saturados Curvas de aquecimento e resfriamento reversveis (se no ocorrer variao mineralgica) e irreversveis (caso haja variao mineralgica).

3.1.4 O Mtodo Magntico

Suscetibilidade Magntica (k) a grandeza que caracteriza um material magntico segundo sua resposta a um campo magntico aplicado, que pode ser esttica (dc) ou dinmica (ac). Muitas vezes, os materiais apresentam uma resposta no linear, de modo que deve-se tomar o limite nulo da excitao (campo aplicado) Pode ser medida no campo, ou em amostras de mo (susceptibilmetro ou kappameter); uma propriedade fsica inerente as rochas ou solos (geologia); diretamente proporcional ao contedo de minerais ferromagnticos (principalmente magnetita) de rochas ou solos (geologia);

Permeabilidade Magntica () grandeza magntica que permite quantificar a grandeza magntica de uma substncia.

AQUISIO DOS DADOS Magnetmetro Fluxgate Emprega dois ncleos ferromagnticos idnticos, como uma permeabilidade to elevada que o campo geomagntico pode induzir uma magnetizao que se aproxima de seu valor de saturao. Uma corrente alternada de 50-1.000 Hz energiza e bobina primria, gerando um campo magntico alternado.

Na presena de um campo magntico externo, como o campo da Terra, que tem uma componente paralela ao eixo dos ncleos, a saturao ocorre mais cedo para o ncleo cujo campo primrio intensificado pelo externo, e mais tarde para o ncleo oposto ao campo externo. O Instrumento pode ser usado para medir H (intensidade da fora magnetizante) e Z (anomalia vertical), alinhando-se os ncleos nessas direes, mas a preciso de orientao necessria de cerca de 11 (onze) segundo de arco para uma preciso de leitura +- 1nT.

instrumento de leitura contnua e relativamente insensvel para gradientes de campo magntico alinhados longitudinalmente a seus ncleos. Pode ser sensvel temperatura, necessitando correo.

Magnetmetro de Prtons (ou de Precesso Nuclear) um recipiente preenchido com um lquido rico em tomos de hidrognio, como querosene ou gua, envolto por uma bobina. O ncleos de H2 comportam-se como pequenos dipolos e se alinham paralelamente ao campo magntico. Oferece precises de +- 0,1 nT em campo (podendo ser maior). Pode ser rebocado por navios ou aeronaves sem a necessidade de equipamentos de orientao. sensvel a gradientes magnticos acentuados, que podem fazer com que os prtons entrem em precesso em diferentes parte do sensor.

Magnetmetro de Bombeamento ptico (ou de Vapor Alcalino) Mais preciso do que outros magnetmetros; Se constituem de uma clula de vidro contendo um metal alcalino evaporado, como o csio, o rubdio ou o potssio, que energizado por uma luz de um determinado comprimento de onda. Sensibilidade pode chegar at +- 0,01nT.

Gradimetros Magnticos Usado para medir os gradientes verticais e horizontais; Empregados em levantamentos de feies magnticas rasas; Remove automaticamente as variaes regionais e temporais no campo geomagnticos;

- Levantamentos Magnticos Terrestres Geralmente realizados em reas relativamente pequenas, sobre um alvo previamente definido; As leituras no devem ser efetuadas prximo a objetos metlicos (trilhos de trem, casas, carros, estradas, etc.) O operador no deve portar nenhum tipo de objeto metlico; Levantamento mais rpido do que levantamento gravimtrico; No necessita base para monitoramento de deriva instrumental;

- Levantamentos aeromagnticos Maioria dos levantamentos realizada pelo AR, com sensor rebocado em um suporte (pssaro) ou cabo (stinger) fixados de maneira que o instrumento no sofra os efeitos magnticos da aeronave (utilizao de bobinas dentro da aeronave para compensao do campo magntico); rpido e no caro (40% menos/km do que um levantamento terrestre). Problema mais difcil Determinao da posio geogrfica;

- Levantamentos Marinhos Similares aos levantamentos areos; Sensor reboca em um peixe atrs do navio; Afastado pelo menos duas vezes o comprimento da embarcao; Realizado em associao com vrios tipos de mtodos geofsicos que no podem ser realizados pelo ar;

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