DesG: uma nova metodologia para intervenção e coleta de dados magnetotelúricos

Esta tese apresenta duas contribuições para a interpretação geofísica, voltadas ao Método Magnetotelúrico. A primeira trata de uma nova abordagem para a interpretação MT, denominada MÉTODO DESCRITIVO-GEOLÓGICO (DesG), em alusão à incorporação explícita de informação a priori de correlação fácil com a descrição geológica tradicional. O intérprete define por meio de elementos geométricos (pontos e linhas) o arcabouço de feições geológicas bem como fornece valores de resistividade aos corpos geológicos presumidos. O método estima a distribuição de resistividade subsuperficial em termos de fontes anômalas próximas aos elementos geométricos, ajustando as respostas produzidas por estes corpos às medidas de campo. A solução obtida fornece então informações que podem auxiliar na modificação de algumas informações a priori imprecisas, permitindo que sucessivas inversões sejam realizadas até que a solução ajuste os dados e faça sentido geológico. Entre as características relevantes do método destacam-se: (i) os corpos podem apresentar resistividade maior ou menor do que a resistividade do meio encaixante, (ii) vários meios encaixantes contendo ou não corpos anômalos podem ser cortados pelo perfil e (iii) o contraste de resistividade entre corpo e encaixante pode ser abrupto ou gradativo. A aplicação do método a dados sintéticos evidencia, entre outras vantagens, a sua potencialidade para estimar o mergulho de falhas com inclinação variável, que merece especial interesse em Tectônica, e delinear soleiras de diabásio em bacias sedimentares, um sério problema para a prospecção de petróleo. O método permite ainda a interpretação conjunta das causas do efeito estático e das fontes de interesse. A aplicação a dados reais é ilustrada tomando-se como exemplo dados do COPROD2, cuja inversão produziu soluções compatíveis com o conhecimento geológico sobre a área. A segunda contribuição refere-se a desenho de experimento geofísico. Por meio de indicadores diversos, em especial a matriz densidade de informação, é mostrado que a resolução teórica dos dados pode ser estudada, que guia o planejamento da prospecção. A otimização do levantamento permite determinar os períodos e as posições das estações de medida mais adequados ao delineamento mais preciso de corpos cujas localizações são conhecidas aproximadamente.

Determinação da composição isotópica de estrôncio em águas naturais: exemplos de sua aplicação em águas subsuperficiais da zona costeira na região Bragantina-PA

Analytical procedures used for determining the concentrations and isotope composition of strontium in subsurface waters, by mass spectrometry, are described. Sampling was performed in coastal plateaus, salt marsh and mangrove environments in the coastal region of Pará. Coastal plateau waters have δ⁸⁷Sr between 1.51 and 6.26‰ and Sr concentration bellow 58 ppb. Salt marsh waters show δ⁸⁷Sr between 0.55 and 0.90‰ and Sr concentration between 93 and 114 ppm, while mangrove waters have δ⁸⁷Sr around zero and Sr concentration above 15 ppm. Differences in the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio in these subsurface waters are detected, as well as seasonal variations in the coastal pleteau waters.

Composição centesimal, colesterol e maturação ovariana do Acetes marinus Omori, 1975 coletado no Baixo Tocantins

A espécie Acetes marinus Omori, 1975, possui total aproveitamento alimentar constituindo-se em uma espécie de grande importância nutritiva para a população regional onde ocorre, porém, é muito pouco estudada. Visando contribuir com um melhor aproveitamento deste recurso foram realizadas coletas mensais de A. marinus durantes os meses de janeiro de 2006 a junho de 2007, em duas praias, próximas da cidade de Cametá, no baixo Tocantins. Foram determinadas a composição centesimal (%) e o teor de colesterol (mg/100g) relacionado aos parâmetros ambientais: pH, temperatura e material em suspensão da sub-superfície da água. A caracterização do desenvolvimento ovariano, baseado nas modificações macro e microscópicas. Para essas duas praias o pH médio anual foi de 7,52 ± 0,71, a temperatura foi de 26,57°C ± 1,26, e o material em suspensão foi de 73mg/L ± 65,53. Para a composição centesimal do A. marinus obteve-se: 87,1 % ± 1,1- umidade; 9,8% ±1,3-cinzas; 71% ± 1,8-proteínas; 5,4% ± 2,9-lipídios; 13,7% ± 2,6- carboidratos; 387,6% ± 13,2 Kcal-valor calórico. O teor de colesterol foi de 374,87mg/100g ± 207,08. Foi revelado um grande potencial nutricional, principalmente protéico, desta espécie, porém esta é rica em colesterol. E para o desenvolvimento ovariano foram descritos três estágios de maturação, baseados em quatro diferentes tipos de ovócitos.

Proveniência de arenitos albianos (Grupo Itapecuru), borda leste da bacia de São Luís-Grajaú, Maranhão, usando análise de minerais pesados e química mineral

Depósitos albianos da bacia de São Luís-Grajaú, antigamente conhecidos apenas em subsuperfície como ‘Unidade Indiferenciada’ do Grupo Itapecuru, foram recentemente encontrados ao longo do rio Itapecuru, na parte leste desta bacia. São argilitos avermelhados, esverdeados a cinzas, arenitos estratificados e maciços e subordinadamente calcários, interpretados como depósitos de delta progradante para ENE/E e ESE e conectado a uma plataforma restrita. Para determinar a proveniência de arenitos albianos, foram coletadas 18 amostras para estudos de minerais pesados (fração 0,062-0,125 mm) usando-se microscópio petrográfico convencional e microscópio eletrônico de varredura. Os arenitos foram classificados como quartzo-arenito moderadamente a bem selecionado, cimentado por dolomita, cujos principais minerais pesados são zircão (4-70%), granada (12-74%), turmalina (3-20%), estaurolita (1-9%), rutilo (1-8%) e barita (0-55%), enquanto cianita, anatásio (autigênico), anfibólio (hornblenda), andaluzita, sillimanita, espinélio e ilmenita ocorrem raramente. A maioria dos grãos é irregular angulosa, mas grãos bem arredondados, particularmente de turmalina e zircão, também estão presentes. Texturas superficiais incluem fraturas conchoidais, marcas de percussão em V e pequenos buracos, estes últimos em grãos arredondados de turmalina e zircão, enquanto feições de corrosão estão principalmente presentes em barita (cavidades rômbicas), cianita, estaurolita (superfície mamilar) e granada (facetas bem formadas por dissolução). Grãos de zircão, com texturas de zoneamento oscilatório e razões U/Th ≥ 0,5 e Zr/Hf média de 29, indicam proveniência de granitos e migmatitos, enquanto os tipos de turmalina, determinados como dravita e shorlita, são oriundos, principalmente, de metapelitos e metapsamitos aluminosos e/ou pobres em Al, com menor contribuição de granitos e rochas meta-ultramáficas. As granadas, por sua vez, são ricas em almandina e têm baixos teores dos componentes de espessartita, grossulária e piropo. Suas fontes potenciais são rochas metamórficas de baixo a médio grau e granitos. Com base em análises de minerais pesados e progradação do sistema deltaico para ENE/E e ESE, as áreas mais prováveis como fontes potenciais de arenitos albianos são o cráton São Luís, os cinturões neoproterozóicos Araguaia e Gurupi, bem como a bacia paleozóica do Parnaíba, esta fornecendo sedimentos de grãos arredondados.

Occurrence of Cymbasoma longispinosum Bourne, 1890 (Copepoda: Monstrilloida) in the Curuçá River estuary (Amazon Littoral)

O presente trabalho foi desenvolvido para verificar a ocorrência e distribuição de Cymbasoma longispinosum Bourne, 1890 em um estuário tropical amazônico da região norte do Brasil. As coletas foram realizadas bimestralmente de julho/2003 a julho/2004 em dois diferentes transectos (rios Muriá e Curuçá) situados ao longo do estuário do Curuçá (Pará, Norte do Brasil). Amostras foram coletadas durante marés de quadratura por intermédio de arrastos com redes de plâncton de 200μm de abertura de malha, através de um pequeno barco a motor (1 a 1,5 knots). Amostras adicionais de água subsuperficial foram coletadas para determinação dos parâmetros ambientais. Machos e fêmeas de C. longispinosum foram observados apenas durante os meses de setembro e novembro/2003. O maior número de organismos foi encontrado em setembro/2003, no transecto do rio Muriá. A presença de C. longispinosum nas amostras obtidas durante setembro e novembro/2003 poderia estar provavelmente relacionada ao período reprodutivo desta espécie no estuário estudado, o qual está diretamente relacionado ao período seco na região. Os mais elevados valores de salinidade, bem como os elevados números de indivíduos observados no mês de setembro/2003 confirmam a suposição anterior, visto que nenhum indivíduo de C. longispinosum foi registrado durante os meses que incluem o período chuvoso (janeiro a junho).

Amplitudes e padrões de polarização de pulsos em meios anisotrópicos

Extrair informações litológicas da subsuperfície através de dados sísmicos constitui-se num grande desafio à prospecção sísmica, pois a hipótese de estratificações formadas por camadas isotrópicas se mostra insuficiente para representar o comportamento do campo elástico em levantamentos com grandes afastamentos entre fonte e receptor, geofones multicomponentes, medidas de VSP tridimensional, entre outros. Sob este panorama, a prospecção sísmica passa a considerar modelos anisotrópicos de subsuperfície para, por exemplo, caracterizar reservatórios. O objetivo deste texto é apresentar um formalismo para modelar o espalhamento de pulsos a partir de ondas planas incidentes em interfaces planas horizontais que separam meios anisotrópicos. Este espalhamento é obtido primeiramente, através da formulação explícita dos campos de deformação e tração como função das matrizes propagadoras, de polarização e de impedância do meio. Em seguidaeste formalismo é usado para a obtenção das matrizes dos coeficientes de reflexão e transmissão através de uma interface plana horizontal para posteriormente, ser generalizado para o espalhamento através de múltiplas camadas. Finalmente, inserem-se ao campo da onda incidente as amplitudes de um pulso analítico para calcular o espalhamento do pulso através de estratificações.

Metodologia geofísica aplicada ao estudo arqueológico dos sítios Bittencourt e Jambuaçu, Estado do Pará

Medidas magnéticas, de radiação gama e eletromagnéticas com o Radar de Penetração no Solo (GPR) foram realizadas em dois sítios arqueológicos localizados nas proximidades de uma área destinada a construção de um mineroduto. O objetivo das medidas foi identificar locais para escavação arqueológica visando a descoberta de remanescentes de habitantes que povoaram a região em tempos pretéritos, auxiliando nos estudos para recompor a sua história. As medidas magnéticas evidenciaram anomalias que levaram a descoberta de uma grande quantidade de fragmentos cerâmicos e de outros artefatos. As medidas de radiação gama permitiram a discriminação entre solo arenoso e argiloso, o que representa um resultado importante, pois o solo arenoso geralmente é correlacionado a camada de ocupação arqueológica onde são encontrados os remanescentes. O Radar de Penetração no Solo confirmou as anomalias magnéticas e mostrou outras feições anômalas não relacionadas aos remanescentes arqueológicos.

Caracterização geoelétrica de área de curtume localizada no distrito industrial de Icoaraci, Bélem-Pará

Foi desenvolvido um estudo da subsuperfície rasa para investigar a possibilidade de contaminação do subsolo por líquidos usados no tratamento de couros. O estudo foi realizado na área da indústria Couro do Norte, Bairro de Maracacuera, no Distrito Industrial de Icoaraci em Belém-PA. As metodologias geofísicas utilizadas foram: eletrorresistividade (na forma de imageamento e através de sondagens verticais), potencial espontâneo, eletromagnético (slingram) e radar de penetração no solo (GPR). A interpretação conjunta dos dados geofísicos indicou a direção do fluxo subterrâneo e uma pluma de contaminação rasa na área do estudo causada provavelmente pelo despejo dos efluentes do curtume Couro do Norte.

CRS seismic data imaging system: a case study for basib reevaluation

Este trabalho apresenta resultados práticos de uma atenção sistemática dada ao processamento e à interpretação sísmica de algumas linhas terrestres do conjunto de dados do gráben do Tacutu (Brasil), sobre os quais foram aplicadas etapas fundamentais do sistema WIT de imageamento do empilhamento CRS (Superfície de Reflexão Comum) vinculado a dados. Como resultado, esperamos estabelecer um fluxograma para a reavaliação sísmica de bacias sedimentares. Fundamentado nos atributos de frente de onda resultantes do empilhamento CRS, um macro-modelo suave de velocidades foi obtido através de inversão tomográfica. Usando este macro-modelo, foi realizado uma migração à profundidade pré- e pós-empilhamento. Além disso, outras técnicas baseadas no empilhamento CRS foram realizadas em paralelo como correção estática residual e migração de abertura-limitada baseada na zona de Fresnel projetada. Uma interpretação geológica sobre as seções empilhadas e migradas foi esboçada. A partir dos detalhes visuais dos painéis é possível interpretar desconformidades, afinamentos, um anticlinal principal falhado com conjuntos de horstes e grábens. Também, uma parte da linha selecionada precisa de processamento mais detalhado para evidenciar melhor qualquer estrutura presente na subsuperfície.

Composição e variação nictimeral do ictioplâncton no estuário do rio Amazonas, Amapá, Brasil

A Costa Norte Brasileira é uma das regiões mais produtivas do Brasil, tendo o rio Amazonas como a principal fonte de nutrientes, o que explica o grande potencial de produção primária na região. O objetivo principal deste trabalho foi determinar a composição e variação nictimeral do ictioplâncton no estuário do rio Amazonas - Porto de Santana – Amapá - Brasil. As amostras de água subsuperficiais foram coletadas para aferir seguintes parâmetros: condutividade elétrica, pH, salinidade, turbidez, oxigênio dissolvido e temperatura .As amostragens foram realizadas em dois ciclos de 24 horas em uma estação fixa, em lua quarto crescente (Quadratura) e em lua cheia (sizígia). A coleta das amostras foi realizada com uma rede de plâncton, tipo Bongo com 0,60 m de abertura de boca, 1,50 m de comprimento e abertura de malha de 500 μm. Para determinar o volume de água filtrado foi acoplado à entrada da rede um fluxômetro mecânico, a amostra foi coletada acondicionada em potes e fixada com formol a 4%. Transportada para o Laboratório de Ecologia Aquática e Aqüicultura Tropical – LECAT, da Universidade Federal Rural da Amazônia – UFRA onde o ictioplâncton foi quantificado e identificado em nível de família. Foram quantificadas 2.776 larvas, destas, 842 foram amostradas na coleta realizada na maré de quadratura (lua crescente) e 1.924 larvas na maré de sizígia (Cheia). As larvas de peixes identificadas nas marés pertencem a sete famílias (Engraulidae, Gobiidae, Sciaenidae, Tetraodontidae, Eleotridae, Clupeidae Pristigasteridae). As famílias Clupeidae e Gobiidae ocorreram somente na maré de quadratura, enquanto que as famílias Pristigasteridae e Tetraodontidae ocorreram somente na maré de sizígia. Durante a maré de quadratura (Lua Crescente) a família mais abundante foi Engraulidae seguida por Sciaenidae e Pristigasteridae. Nas estações, a densidade variou de 137 larvas/ 100 m3 às 15h30min até 2.859 larvas/ 100 m3 na coleta das 12h30min. Para a época das amostragens há um padrão temporal de distribuição das larvas de peixe influenciado pelo período de coleta (noturno e diurno), sendo que os maiores valores ocorrem durante o dia. O elevado número de larvas registrado revelou que a área do estuário do rio Amazonas é utilizada como área de reprodução e berçário. Não há diferenças significativas na composição do ictioplâncton com a mudança da fase lunar.

Fitoplâncton da Reserva de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá – AM

O ambiente amazônico é caracterizado por uma grande sazonalidade no nível da água, o que provoca uma flutuação anual, regular e de grande amplitude, no nível do rio Amazonas e seus tributários. Essas variações decorrentes dos alagamentos típicos de várzea foram denominadas como pulsos de inundação. Dentro da diversidade encontrada na várzea está o fitoplâncton, sendo que o estudo taxonômico e da diversidade desses organismos pode ser utilizado para avaliar o ambiente e inferir sobre as prováveis causas de danos ecológicos, tornando-se imprescindível para uma adequada compreensão da estrutura e funcionamento dos ecossistemas aquáticos. Além disso, a flora planctônica do estado do Amazonas com seus inúmeros ambientes aquáticos é ainda pouco conhecida. Este estudo teve como objetivo descrever e comparar a estrutura da comunidade fitoplanctônica em canais de várzea da Reserva de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá (RDSM) e em trechos dos rios Japurá e Solimões, determinada pelos atributos: riqueza, composição e densidade, e verificar sua relação com as variáveis: temperatura, pH, oxigênio dissolvido, transparência e condutividade, nos períodos de seca (novembro/2008) e de cheia (julho/2009) do ciclo hidrológico. O estudo baseou-se em 14 amostras coletadas com rede de plâncton com malha de 20 μm, na subsuperfície da água. A comunidade fitoplanctônica esteve composta por 150 taxa, classificados em oito classes taxonômicas. A classe Chlorophyceae foi a mais representativa nos canais de várzea e a classe Bacillariophyceae nos rios, no período de seca, sendo que a classe Zygnemaphyceae predominou no período de cheia nos dois tipos de ambientes. A maior riqueza de espécies observada nas áreas de várzea está, provavelmente, associada à maior disponibilidade de nutrientes devido ao maior tempo de residência da água. O oxigênio dissolvido e a transparência foram os principais fatores determinantes da variação da riqueza e composição do fitoplâncton. Em relação à composição das espécies, através da Análise de Correspondência Destendenciada (DCA), verificou-se a separação das amostras, entre os dois períodos e entre ambientes. Esse resultado foi confirmado pela análise de similaridade (ANOSIM), mostrando que existe uma diferença significativa de composições de espécies entre os períodos e entre os tipos de ambientes. Já a composição de espécies, avaliada pelo teste de Mantel parcial, evidenciou similaridade entre amostras coletadas no período de cheia e, no de seca, a formação de um grupo de espécie para cada ambiente. Portanto, o pulso de inundação foi o principal estruturador dos parâmetros ambientais, da composição e da riqueza desta comunidade nos diferentes ambientes, determinando as variações encontradas no fitoplâncton das águas brancas desta região da Amazônia Central.

Variação temporal do fitoplâncton e dos parâmetros hidrológicos da zona de arrebentação da Ilha Canela (Bragança, Pará, Brasil)

As variações sazonal e nictemeral do fitoplâncton e dos parâmetros hidrológicos foram estudadas em uma estação fixa (00º46'37.2"S-046º43'24.5"W) localizada na Ilha Canela (Bragança-Pará) em setembro e dezembro de 2004 e março e junho de 2005. Amostras subsuperficiais de água foram coletadas para os estudos qualitativos, quantitativos e para a determinação das concentrações de clorofila a. Simultaneamente, foram medidos os parâmetros físico-químicos da água: salinidade, temperatura, pH, oxigênio dissolvido e percentual de saturação. Foram identificados 64 táxons entre Cyanophyta (um táxon), Bacillariophyta (54 táxons) e Dinophyta (nove táxons). A concentração de clorofila a variou de 4,67 mg m^-3 (período seco) a 5,44 mg m^-3 (período chuvoso) e acompanhou a densidade fitoplanctônica, que foi mais elevada durante o período chuvoso (média=1.870 x 10³ cél L^-1). Os fitoflagelados dominaram quantitativamente o fitoplâncton local, seguidos pelas diatomáceas. Dimeregramma minor e Skeletonema sp. constituíram espécies muito freqüentes e muito abundantes. A ressuspensão de sedimentos provocadas pelos intensos ventos e a arrebentação das ondas favoreceram a dominância de D. minor durante o período seco. No período chuvoso, a elevada pluviometria, os moderados ventos, bem como a influência das águas estuarinas do Taperaçu e Caeté, propiciaram a redução da salinidade e o desenvolvimento de outras espécies fitoplanctônicas.

Aplicação de redes neuronais artificiais ao tratamento e interpretação de perfis geofísicos de poço aberto

A análise dos perfis petrofísicos de poço aberto possui um papel de fundamental importância para os estudos geológicos e geofísicos, no que se refere a obtenção de um maior conhecimento da subsuperfície, bem como para a identificação e exploração de depósitos minerais e petrolíferos. Alguns tópicos importantes da interpretação geológica dos perfis como a determinação de interfaces, a identificação mineralógica e a correlação poço-a-poço são extremamente tediosos e dispendem na sua execução uma grande carga horária. A automação destes procedimentos é em princípio bastante complicada, mas necessária, pois permitirá um melhor aproveitamento do tempo de trabalho do geólogo de produção e do intérprete de perfis. As redes neuronais artificiais apresentam uma boa performance para a solução destes tipos de problema, inclusive nos casos nos quais os algoritmos sequenciais apresentam dificuldades. Mostrar-se-á nesta tese que as redes neuronais artificiais podem ser utilizadas eficientemente para a automação desses procedimentos da interpretação geológica dos perfis. Apresentamos detalhadamente as novas arquiteturas e as aplicações sobre dados sintéticos e perfis reais.

Espalhamento elástico em meios anisotrópicos estratificados

A análise de AVO constitui-se, atualmente, numa importante ferramenta para a extração de informações litológicas a partir de dados sísmicos, através do uso dos contrastes de impedância acústica nas interfaces que separam diferentes litologias. A hipótese usual de isotropia deixa de valer, em muitos casos, após o advento de arranjos de grande afastamento e geofones com multi-superfície. Para a interpretação destes dados, a análise de AVO deve incluir anisotropia. Este trabalho apresenta uma teoria de AVO e resultados numéricos para um meio anisotrópico estratificado. Esta tese contém três contribuições. Inicialmente, é apresentada uma nova abordagem para o estudo da reflexão-transmissão através de interface plana que separam dois meios anisotrópicos com pelo menos um plano horizontal de simetria especular. As equações de Zoeppritz são generalizadas para incluir anisotropia, através da introdução das chamadas matrizes de impedância, o que simplifica bastante o formalismo anterior. Posteriormente, é descrito o estudo da reflexão de ondas P através de interface entre um meio isotrópico e outro transversalmente isotrópico (TI). É mostrado que a reflexão de ondas P, neste tipo de experimento, não fornece informações sobre a presença de anisotropia do semi-espaço TI, pelo menos em incidência pré-crítica. Finalmente, é discutido o comportamento da reflexão e transmissão de pulsos, em incidência pós-crítica, através de meios anisotrópicos estratificados. Observa-se que o comportamento pós-crítico dos pulsos espalhados carregam valiosa informações sobre a anisotropia dos meios atravessados por eles.

Informação a priori na inversão de dados magnetotelúricos

Esta Tese apresenta dois estudos aplicados à inversão de dados magnetotelúricos. No primeiro deles, os parâmetros obtidos na inversão são as dimensões da malha de parametrização da subsuperfície, sendo conhecida, a priori, a resistividade de uma heterogeneidade e a do seu meio envolvente; no outro estudo, é abordado o uso de operadores de derivadas de ordem maior do que um com a finalidade de estabilizar o problema inverso. No primeiro estudo, os resultados podem ser considerados satisfatórios somente se a informação sobre as resistividades tem erro menor do que 20%. No segundo estudo, os resultados demonstram que o uso de operadores de ordem maior do que um podem ser mais eficazes do que o uso convencional do operador de primeira derivada, pois além de estabilizarem o problema inverso, esses operadores contribuem para melhorar a resolução das heterogeneidades de resistividade da subsuperfície. Ambos os estudos são inéditos, pois a prática de inversão de dados magnetotelúricos consiste de obter como resultado do problema inverso a resistividade dos prismas de uma malha de parametrização de dimensões fixas, usando como estabilizador o operador de primeira derivada. Os modelos usados nos estudos são bidimensionais e representam uma subsuperfície com uma e duas heterogeneidades de forma prismática envolvidas por ambiente homogêneo. O desempenho das técnicas foi testado com dados sintéticos com e sem ruído gaussiano, bem como dados reais do perfil COPROD2. Durante o trabalho, são, ainda, descritas as técnicas de inversão denominadas creeping e jumping e feita uma comparação e avaliação sobre elas. Mostra-se aqui que, ao contrário do que afirmam muitos pesquisadores, a inclusão de informação a priori sore os parâmetros pode ser feita na técnica do creeping com a mesma facilidade com que é feita na técnica do jumping.