3 resultados para Sun: magnetic fields
em Universidade Federal do Pará
Resumo:
A Terra atua como um grande magneto esfrico, cujo campo assemelha-se quele gerado por um dipolo magntico. Este campo apresenta mudanas de intensidade que variam com a localizao e a hora local. A parte principal do campo geomagntico se origina no interior da Terra atravs de processos eletromagnticos. Extensivos estudos mostraram ainda que existem contribuies de origem externa ao planeta, principalmente de origem solar. Dentre estas fontes h anomalias do campo magntico que surgem a partir de um aumento diurno da corrente eltrica em uma estreita faixa da ionosfera, de direo leste-oeste, centrada no equador magntico e denominada Eletrojato Equatorial (EEJ). Ocasionalmente estas correntes podem apresentar reverses de fluxo, sendo denominadas Contra-Eletrojato (CEJ). Vrios autores tm estudado os efeitos do EEJ e CEJ sobre as observaes geoeletromagnticas. Eles esto interessados no efeito combinado do EEJ e estruturas geolgicas condutivas 1-D e 2-D. Nestes trabalhos a estrutura 2-D sempre se apresentava paralela ao eletrojato, o que uma hiptese bastante restritiva ao se modelar ambientes geolgicos mais realistas, em que corpos bidimensionais podem ter qualquer strike em relao ao EEJ. Neste trabalho apresentamos a soluo deste problema sem esta restrio. Assim, mostramos os campos geoeletromagnticos devidos a estruturas bidimensionais que possuam strike oblquo em relao ao EEJ, atravs de perfis dos campos eltrico e magnticos calculados na superfcie e formando direo arbitrria heterogeneidade condutiva 2-D. Com esta resposta avaliamos ainda qual a influncia que estruturas bidimensionais exercem sobre a resposta magnetotelrica, sob influncia do Eletrojato Equatorial. Durante o desenvolvimento deste trabalho, utilizamos o mtodo de elementos finitos, tendo por fonte eletromagntica o EEJ e o CEJ, que por sua vez foram representados por uma combinao de distribuies gaussianas de densidade de corrente. Estas fontes foram decompostas nas direes paralela e perpendicular estrutura 2-D, resultando nos modos de propagao TE<sub>1</sub> e TE<sub>2</sub> e TM acoplados, respectivamente. Resolvemos o modo acoplado aplicando uma Transformada de Fourier nas equaes de Maxwell e uma Transformada Inversa de Fourier na soluo encontrada. De acordo com os experimentos numricos realizados em um modelo interpretativo da Anomalia Condutiva da Bacia do Parnaba, formado por uma enorme estrutura de 3000 ohm-m dentro de um corpo externo condutivo (1 ohm-m), conclumos que a presena do CEJ causa uma inverso na anomalia, se compararmos com o resultado do EEJ. Conclumos tambm que para as frequncias mais altas as componentes do campo eltrico apresentam menor influncia da parte interna do corpo 2-D do que da parte externa. J para frequncias mais baixas este comportamento se observa com as componentes do campo magntico. Com relao frequncia, vimos os efeitos do skin-depth, principalmente nas respostas magnticas. Alm disso, quando a estrutura 2-D est paralela ao eletrojato, o campo eltrico insensvel estrutura interna do modelo para todos os valores de frequncia utilizados. Com respeito ao ngulo <sub>h</sub> entre a heterogeneidade e a fonte, vimos que o modo TM se manifesta naturalmente quando <sub>h</sub> diferente de 0. Neste caso, o modo TE composto por uma parte devido componente da fonte paralela heterogeneidade e a outra devido componente da fonte perpendicular, que acoplada ao modo TM. Assim, os campos calculados tm relao direta com o valor de <sub>h</sub>. Analisando a influncia do ngulo entre a direo do perfil dos campos e o strike da heterogeneidade verificamos que, medida que <sub>h</sub> se aproxima de 90, os campos primrios tornam-se variveis para valores de <sub>p</sub> diferentes de 90. Estas variaes causam uma assimetria na anomalia e do uma idia da inclinao da direo do perfil em relao aos corpos. Finalmente, conclumos que uma das influncias que a distncia entre o centro do EEJ e o centro da estrutura 2-D, causa sobre as componentes dos campos est relacionado s correntes reversas do EEJ e CEJ, pois a 500 km do centro da fonte estas correntes tm mxima intensidade. No entanto, com o aumento da distncia, as anomalias diminuem de intensidade. Nas sondagens MT, ns tambm usamos o EEJ e o CEJ como fonte primria e comparamos nossos resultados com a resposta da onda plana. Deste modo observamos que as componentes do campo geoeletromagntico, usadas para calcular a impedncia, tm influncia do fator de acoplamento entre os modos TE<sub>2</sub> e TM. Alm disso, esta influncia se torna maior em meios resistivos e nas frequncias mais baixas. No entanto, o fator de acoplamento no afeta os dados magnetotelricos em frequncias maiores de 10<sup>-2</sup> Hz. Para frequncias da ordem de 10<sup>-4</sup> Hz os dados MT apresentam duas fontes de perturbao: a primeira e mais evidente devido presena fonte 2-D (EEJ e CEJ), que viola a hiptese da onda plana no mtodo MT; e a segunda causada pelo acoplamento entre os modos TE<sub>2</sub> e TM, pois quando a estrutura bidimensional est obliqua fonte 2-D temos correntes eltricas adicionais ao longo da heterogeneidade. Concluimos assim, que o strike de uma grande estrutura condutiva bidimensional relativamente direo do EEJ ou CEJ tem de fato influncia sobre o campo geomagntico. Por outro lado, para estudos magnetotelricos rasos (frequncias maiores de 10<sup>-3</sup> Hz) o efeito do ngulo entre a estrutura geolgica 2-D e a direo do EEJ no to importante. Contudo, em estudos de litosfera frequncias menores de 10<sup>-3</sup> Hz) o acoplamento entre os modos TE<sub>2</sub> e TM no pode ser ignorado.
Resumo:
A Amrica do Sul apresenta vrias peculiaridades geomagnticas, uma delas, a presena do Eletrojato Equatorial, o qual se estende de leste para oeste no Brasil ao longo de aproximadamente 3500 km. Considerando-se o fato de que a influncia do Eletrojato Equatorial pode ser detectada a grandes distncias do seu centro, isto suscita o interesse em se estudar os seus efeitos na explorao magnetotelrica no Brasil. A influncia do eletrojato equatorial na prospeco magnetotelrica tem sido modelada para meios geolgicos uni e bidimensionais valendo-se para isto de solues analticas fechadas e de tcnicas numricas tais como elementos finitos e diferenas finitas. Em relao aos meios geolgicos tridimensionais, eles tem sido modelados na forma de "camadas finas", usando o algoritmo "thin sheet". As fontes indutoras utilizadas para simular o eletrojato equatorial nestes trabalhos, tem sido linhas de corrente, eletrojatos gaussianos e eletrojatos ondulantes. Por outro lado, o objetivo principal da nossa tese foi o modelamento dos efeitos que o eletrojato equatorial provoca em estruturas tridimensionais prprias da geofsica da prospeco. Com tal finalidade, utilizamos o esquema numrico da equao integral, com as fontes indutoras antes mencionadas. De maneira similar aos trabalhos anteriores, os nossos resultados mostram que a influncia do eletrojato equatorial somente acontece em frequncias menores que 10<sup>-1</sup> Hz. Este efeito decresce com a distncia, mantendo-se at uns 3000 km do centro do eletrojato. Assim sendo, a presena de grandes picos nos perfis da resistividade aparente de um semi-espao homogneo, indica que a influncia do eletrojato notvel neste tipo de meio. Estes picos se mostram com diferente magnitude para cada eletrojato simulado, sendo que a sua localizao tambm muda de um eletrojato para outro. Entretanto, quando se utilizam modelos geo-eltricos unidimensionais mais de acordo com a realidade, tais como os meios estratificados, percebe-se que a resposta dos eletrojatos se amortece significativamente e no mostra muitas diferenas entre os diferentes tipos de eletrojato. Isto acontece por causa da dissipao da energia eletromagntica devido presena da estratificao e de camadas condutivas. Dentro do intervalo de 3000 km, a resposta eletromagntica tridimensional pode ser deslocada para cima ou para baixo da resposta da onda plana, dependendo da localizao do corpo, da frequncia, do tipo de eletrojato e do meio geolgico. Quando a resposta aparece deslocada para cima, existe um afastamento entre as sondagens uni e tridimensionais devidas ao eletrojato, assim como um alargamento da anomalia dos perfis que registra a presena da heterogeneidade tridimensional. Quando a resposta aparece deslocada para baixo, no entanto, h uma aproximao entre estes dois tipos de sondagens e um estreitamento da anomalia dos perfis. Por outro lado, a fase se mostra geralmente, de uma forma invertida em relao resistividade aparente. Isto significa que quando uma sobe a outra desce, e vice-versa. Da mesma forma, comumente nas altas frequncias as respostas uni e tridimensionais aparecem deslocadas, enquanto que nas baixas frequncias se mostram com os mesmos valores, com exceo dos eletrojatos ondulantes com parmetros de ondulao = 2 e 3. Nossos resultados tambm mostram que caractersticas geomtricas prprias das estruturas tridimensionais, tais como sua orientao em relao direo do eletrojato e a dimenso da sua direo principal, afetam a resposta devido ao eletrojato em comparao com os resultados da onda plana. Desta forma, quando a estrutura tridimensional rotacionada de 90, em relao direo do eletrojato e em torno do eixo z, existe uma troca de polarizaes nas resistividades dos resultados, mas no existem mudanas nos valores da resistividade aparente no centro da estrutura. Ao redor da mesma, porm, se percebe facilmente alteraes nos contornos dos mapas de resistividade aparente, ao serem comparadas com os mapas da estrutura na sua posio original. Isto se deve persistncia dos efeitos galvnicos no centro da estrutura e presena de efeitos indutivos ao redor do corpo tridimensional. Ao alongar a direo principal da estrutura tridimensional, as sondagens magnetotelricas vo se aproximando das sondagens das estruturas bidimensionais, principalmente na polarizao XY. Mesmo assim, as respostas dos modelos testados esto muito longe de se considerar prximas das respostas de estruturas quase-bidimensionais. Porm, os efeitos do eletrojato em estruturas com direo principal alongada, so muito parecidos com aqueles presentes nas estruturas menores, considerando-se as diferenas entre as sondagens de ambos tipos de estruturas. Por outro lado, os mapas de resistividade aparente deste tipo de estrutura alongada, revelam um grande aumento nos extremos da estrutura, tanto para a onda plana como para o eletrojato. Este efeito causado pelo acanalamento das correntes ao longo da direo principal da estrutura. O modelamento de estruturas geolgicas da Bacia de Maraj confirma que os efeitos do eletrojato podem ser detetados em estruturas pequenas do tipo "horst" ou "graben", a grandes distncias do centro do mesmo. Assim, os efeitos do eletrojato podem ser percebidos tanto nos meios estratificados como tridimensionais, em duas faixas de freqncia (nas proximidades de 10<sup>-1</sup> Hz e para freqncias menores que 10<sup>-3</sup> Hz), possivelmente influenciados pela presena do embasamento cristalino e a crosta inferior, respectivamente. Desta maneira, os resultados utilizando o eletrojato como fonte indutora, mostram que nas baixas freqncias as sondagens magnetotelricas podem ser fortemente distorcidas, tanto pelos efeitos galvnicos da estrutura tridimensional como pela presena da influncia do eletrojato. Conseqntemente, interpretaes errneas dos dados de campo podem ser cometidas, se no se corrigirem os efeitos do eletrojato equatorial ou, da mesma forma, no se utilisarem algoritmos tridimensionais para interpretar os dados, no lugar do usual modelo unidimensional de Tikhonov - Cagniard.
Resumo:
Para estudar os problemas de prospeco geofsica eletromagntica atravs de modelagem analgica, as condies em escala natural so representadas, no laboratrio, em escala reduzida de acordo com a teoria da similitude. Portanto, para investigar os problemas de tcnicas VLF, AFMAG e MT, frequentemente necessrio criar campo uniforme no arranjo experimental. Vrios sistemas fsicos para gerao de campos uniformes so analisados teoricamente nesta tese. Os sistemas estudados aqui so a bobina circular, bobina de Helmholtz, solenide, um plano de corrente e dois planos paralelos de correntes. As equaes analticas foram obtidas para campo magntico num ponto do espao e subsequentemente as condies de campo uniforme. Nos casos em que as condies para o campo uniforme no puderam ser obtidas analiticamente, a porcentagem de desvio do campo em relao a um ponto pr-selecionado foi calculada. Contudo, os mapas de campo magntico, assim como o mapa de porcentagem de desvio, esto presentes para todos os sistemas estudados aqui. Tambm, foram calculados as reas e os volumes espaciais de vrios desvios de porcentagem do campo uniforme. Um estudo comparativo desses sistemas mostra que o solenide a maneira mais eficiente para criar um campo uniforme, seguido pelo sistema de bobinas de Helmholtz. Porm, o campo criado em um solenide est em um espao fechado onde difcil colocar modelos e substitu-los para executar experimentos. Portanto, recomenda-se o uso de bobinas de Helmholtz para criar um campo uniforme. Este ltimo sistema fornece campo uniforme com espao aberto suficiente, o que facilita o experimento.
