Banca de DEFESA: André Vinícius de Sousa Nascimento

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : André Vinícius de Sousa Nascimento
DATA : 04/04/2025
HORA: 14:00
LOCAL: Sala de Videoconferências do IG
TÍTULO:

Inversão de curvas de dispersão de ondas Rayleigh e Love: novos vínculos sobre a estrutura de velocidade de onda de cisalhamento e de anisotropia radial da litosfera Sul-americana

PALAVRAS-CHAVES:

Ondas de superfície; Crátons; Velocidade de grupo; Velocidade de onda
cisalhante; América do Sul; Aprendizado de máquina; Python; Anisotropia radial; Terremotos;
Ruído sísmico; Litosfera.

PÁGINAS: 166
RESUMO:

Os avanços científicos apresentados nesta tese são resultado de esforços para medir e
inverter dados de dispersão de ondas de superfície para imagear a estrutura sísmica da
litosfera sob a América do Sul. Nossas descobertas são apresentadas em três estudos distintos.
O primeiro deles apresenta um modelo de velocidade de ondas de cisalhamento
obtido pela inversão de 26.984 curvas de velocidade de grupo de ondas Rayleigh do modo
fundamental, com períodos entre 9 e 180 s. Ainterpretação desse modelo é focada na estrutura
cratônica abaixo da América do Sul. Para o cráton Amazônico, o corte de velocidade
em 150 km de profundidade apresenta uma correlação geral com idades geocronológicas
de províncias, exceto na província Maroni-Itacaiúnas, onde é levantada a hipótese que os
eventos intraplaca tectono-termais K’Mudku do Mesoproterozoico e/ou o magmatismo
volumoso da Província Magmática do Atlântico Central (após a ruptura da Pangeia) são
candidatos para explicar a diminuição de velocidade e consequentemente a quebra na
correlação entre velocidades e idades. O modelo também é consistente com um paleocontinente
São Francisco que engloba tanto o atual cráton do São Francisco quanto partes
dos cinturões Brasília e Araçuaí. Alguns autores argumentam se essa extensão é válida
também para a província da Borborema; entretanto, as baixas velocidades mostradas
pelo modelo para profundidades maiores que 70 km sugerem afinamento litosférico, algo
que também é corroborado por outras evidências geofísicas e geológicas. Logo, uma
possível raiz cratônica do paleocontinente São Francisco sob a província da Borborema
provavelmente foi erodida. Finalmente, nosso modelo também mostra uma estrutura
de alta velocidade sísmica na região do cráton Río de la Plata, consistente com estudos
magnetotelúricos. Como medidas manuais de curvas de dispersão demandam muito e
consomem bastante tempo, uma ferramenta para obter automaticamente mais medidas de
dispersão para melhorar os modelos seria ideal. Com isso em mente, nós desenvolvemos e
apresentamos a ferramenta DisperPy no nosso segundo estudo, uma biblioteca escrita em
Python e baseada em algoritmos de aprendizado de máquina desenvolvida para extrair
curvas de dispersão de velocidade de grupo de terremotos automaticamente. Oarcabouço
de análise do DisperPy visa resolver dois problemas principais: (1) avaliar a qualidade da
forma de onda e determinar se é possível extrair a sua respectiva curva de dispersão e (2)
medir a curva de dispersão de velocidade de grupo de formas de onda com alta qualidade.
Para lidar com o primeiro problema, o DisperPy usa uma rede neural convolucional
baseada na arquitetura ResNet-34. Para o segundo problema, o DisperPy depende de uma
combinação de diferentes algoritmos de aprendizagem de máquina não supervisionada.
Umexperimento de tomografia de ondas de superfície é realizado nos EstadosUnidos contíguos
para testar o DisperPy, resultando em um total de 194.325 curvas de dispersão de
velocidade de grupo extraídas a partir de formas de onda de banda larga da componente
vertical de sismogramas. Consistente com estudos prévios, os mapas mostram uma dicotomia
de velocidade proeminente, com baixas velocidades na parte oeste tectonicamente
ativa dos EUA e velocidades altas na parte estável central e leste dos EUA. No terceiro
estudo, voltamos a atenção para uma importante, embora negligenciada, propriedade da
litosfera: a anisotropia. Estudos de anisotropia radial são complementares aos estudos de
velocidade sísmica isotrópica, e podem fornecer informações adicionais acerca de deformações
atuais e passadas, além de fluxo. Usando o DisperPy, construímos um conjunto de
dados de 255.292 e 75.843 curvas de dispersão de velocidade de grupo de ondas Rayleigh
e Love, respectivamente, tanto de terremotos como de correlações cruzadas de ruído sísmico
entre pares de sensores. O uso de curvas de ruído sísmico nos fornece vínculos
mais fortes sobre a estrutura mais rasa. Invertemos esse conjunto de dados para construir
de forma independente modelos de velocidade de onda cisalhante polarizados vertical e
horizontalmente, e a diferença entre eles nos fornece a anisotropia radial. Nosso modelo
revela uma crosta muito anisotrópica (e especialmente a crosta superior rasa) e um manto
superior mais homogêneo, caracterizado principalmente por anisotropia radial positiva.
Sugerimos que uma grande parte da anisotropia radial rasa possa estar relacionada à
orientação preferencial causada pelo alinhamento de material heterogêneo relacionado às
Províncias Magmáticas do Paraná e do Atlântico Central.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - ADERSON FARIAS DO NASCIMENTO - UFRN
Externo à Instituição - CRISTOBAL CONDORI QUISPE - UNSA
Presidente - 1823156 - GIULIANO SANT ANNA MAROTTA
Externo ao Programa - 1704135 - MARCELO PERES ROCHA - nullInterna - 3165215 - MONICA GIANNOCCARO VON HUELSEN