Inversão de dados geofísicos do Brasil Central

Abstract

Estudos geofísicos de Função do Receptor e gravimetria contribuem para a compreensão da estrutura e evolução crustal por meio da caracterização das propriedades físicas do interior da Terra, como velocidade da onda sísmica e densidade. A técnica de inversão de dados possibilita a modelagem da estrutura crustal, buscando um modelo geologicamente consistente e que forneça uma análise quantitativa desse processo. Aplicou-se o método de inversão linearizada Gauss-Marquardt-Levenberg a dados gravimétricos e de Função do Receptor sintéticos e reais, obtidos em levantamentos realizados no Brasil Central, utilizando o programa Parameter Estimation (PEST). A inversão da Função do Receptor foi realizada com variação apenas no parâmetro de velocidade da onda S, enquanto na inversão gravimétrica o parâmetro ajustável foi a densidade. A inversão de dados sintéticos apresentou convergência, além de ótimo ajuste dos dados quando utilizou-se modelos de velocidades iniciais próximos do modelo de referência. Os modelos obtidos após a inversão dos dados gravimétricos reais não apresentaram convergência nem correlação de dados, devido ao fato de o modelador direto adotado no processo de inversão não se adequar à modelagem da crosta. Entretanto, os resultados das inversões dos dados de Função do Receptor, obtidos a partir de nove estações sismográficas, utilizando modelos de estrutura crustal e distribuição de velocidades baseados em estudos de Função do Receptor e sísmica de refração, mostraram-se razoáveis. As velocidades médias crustais são compatíveis com as estimativas de velocidade obtidas por estudos geofísicos anteriores. O método de inversão adotado mostrou-se promissor para estudos da estrutura crustal, e o programa PEST revelou-se bastante eficiente, possibilitando a configuração dos parâmetros de controle da inversão e o acompanhamento do processo por meio dos resultados estatísticos. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Receiver Function and gravity studies contribute to the understanding of the structure and crustal evolution by means of characterization of physical properties of Earth’s interior, such as seismic wave velocity and density. The data inversion technique enables crustal structure modeling, seeking a consistent geological model and providing a quantitative analysis of the related process. The linearized inversion Gauss-Marquardt- Levenberg method, was applied to the synthetic and real data of gravity and Receiver Function, obtained by geophysical surveys in Central Brazil, using the Parameter Estimation program (PEST). The Receiver Function inversion was performed using only S wave velocity variation, while density was the adjustable parameter of gravity inversion. Synthetic data inversion displayed convergence, and optimal data adjustment when used initial velocities models close to the reference model. Models obtained after gravity real data inversion presented neither correlation or data convergence, due to the forward modeler adopted in the inversion process displaying no adequacy with the crustal model. However, inversions results of Receiver Function data, obtained from nine stations, using models of crustal structure and velocity distribution based on studies of seismic refraction and Receiver Function, were deemed reasonable. Crustal mean velocities are compatible with velocity estimates obtained by previous geophysical studies. The inversion method used here is promising for crustal structure investigations, while the PEST proved to be very efficient, enabling the control parameters configuration of the inversion and monitoring of the process by statistical results.