Modelagem numérica da influência do eletrojato equatorial em dados magnetotelúricos produzidos por estruturas tridimensionais

A América do Sul apresenta várias peculiaridades geomagnéticas, uma delas, é a presença 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 influência do Eletrojato Equatorial pode ser detectada a grandes distâncias do seu centro, isto suscita o interesse em se estudar os seus efeitos na exploração magnetotelúrica no Brasil. A influência do eletrojato equatorial na prospecção magnetotelúrica tem sido modelada para meios geológicos uni e bidimensionais valendo-se para isto de soluções analíticas fechadas e de técnicas numéricas tais como elementos finitos e diferenças finitas. Em relação aos meios geológicos 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 próprias da geofísica da prospecção. Com tal finalidade, utilizamos o esquema numérico da equação integral, com as fontes indutoras antes mencionadas. De maneira similar aos trabalhos anteriores, os nossos resultados mostram que a influência do eletrojato equatorial somente acontece em frequências menores que 10^-1 Hz. Este efeito decresce com a distância, mantendo-se até uns 3000 km do centro do eletrojato. Assim sendo, a presença de grandes picos nos perfis da resistividade aparente de um semi-espaço homogêneo, indica que a influência do eletrojato é notável neste tipo de meio. Estes picos se mostram com diferente magnitude para cada eletrojato simulado, sendo que a sua localização também muda de um eletrojato para outro. Entretanto, quando se utilizam modelos geo-elétricos unidimensionais mais de acordo com a realidade, tais como os meios estratificados, percebe-se que a resposta dos eletrojatos se amortece significativamente e não mostra muitas diferenças entre os diferentes tipos de eletrojato. Isto acontece por causa da dissipação da energia eletromagnética devido à presença da estratificação e de camadas condutivas. Dentro do intervalo de 3000 km, a resposta eletromagnética tridimensional pode ser deslocada para cima ou para baixo da resposta da onda plana, dependendo da localização do corpo, da frequência, do tipo de eletrojato e do meio geológico. 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 presença da heterogeneidade tridimensional. Quando a resposta aparece deslocada para baixo, no entanto, há uma aproximação 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 relação à resistividade aparente. Isto significa que quando uma sobe a outra desce, e vice-versa. Da mesma forma, comumente nas altas frequências as respostas uni e tridimensionais aparecem deslocadas, enquanto que nas baixas frequências se mostram com os mesmos valores, com exceção dos eletrojatos ondulantes com parâmetros de ondulação α = —2 e —3. Nossos resultados também mostram que características geométricas próprias das estruturas tridimensionais, tais como sua orientação em relação à direção do eletrojato e a dimensão da sua direção principal, afetam a resposta devido ao eletrojato em comparação com os resultados da onda plana. Desta forma, quando a estrutura tridimensional é rotacionada de 90°, em relação à direção do eletrojato e em torno do eixo z, existe uma troca de polarizações nas resistividades dos resultados, mas não existem mudanças nos valores da resistividade aparente no centro da estrutura. Ao redor da mesma, porém, se percebe facilmente alterações nos contornos dos mapas de resistividade aparente, ao serem comparadas com os mapas da estrutura na sua posição original. Isto se deve à persistência dos efeitos galvânicos no centro da estrutura e à presença de efeitos indutivos ao redor do corpo tridimensional. Ao alongar a direção principal da estrutura tridimensional, as sondagens magnetotelúricas vão se aproximando das sondagens das estruturas bidimensionais, principalmente na polarização XY. Mesmo assim, as respostas dos modelos testados estão muito longe de se considerar próximas das respostas de estruturas quase-bidimensionais. Porém, os efeitos do eletrojato em estruturas com direção principal alongada, são muito parecidos com aqueles presentes nas estruturas menores, considerando-se as diferenças 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 é causado pelo acanalamento das correntes ao longo da direção principal da estrutura. O modelamento de estruturas geológicas da Bacia de Marajó confirma que os efeitos do eletrojato podem ser detetados em estruturas pequenas do tipo "horst" ou "graben", a grandes distâncias do centro do mesmo. Assim, os efeitos do eletrojato podem ser percebidos tanto nos meios estratificados como tridimensionais, em duas faixas de freqüência (nas proximidades de 10^-1 Hz e para freqüências menores que 10^-3 Hz), possivelmente influenciados pela presença do embasamento cristalino e a crosta inferior, respectivamente. Desta maneira, os resultados utilizando o eletrojato como fonte indutora, mostram que nas baixas freqüências as sondagens magnetotelúricas podem ser fortemente distorcidas, tanto pelos efeitos galvânicos da estrutura tridimensional como pela presença da influência do eletrojato. Conseqüêntemente, interpretações errôneas dos dados de campo podem ser cometidas, se não se corrigirem os efeitos do eletrojato equatorial ou, da mesma forma, não se utilisarem algoritmos tridimensionais para interpretar os dados, no lugar do usual modelo unidimensional de Tikhonov - Cagniard.

Avaliação da influência do eletrojato equatorial na interpretação de dados magnetotelúrico bidimensionais

O campo magnetotelúrico em regiões equatoriais viola a condição de ondas planas por causa de uma fonte fortemente concentrada na direção E-W na ionosfera, denominada eletrojato equatorial. No presente trabalho, procurou-se analisar a resposta magnetotelúrica de fontes que simulam o efeito do eletrojato equatorial. Foram considerados dois tipos de fontes para simular o eletrojato: uma linha infinita de corrente e uma distribuição gaussiana de densidade de corrente em relação a uma das coordenadas horizontais. A resistividade aparente foi obtida através da relação de Cagniard e comparada com os resultados de ondas planas. É mostrada também a comparação entre a fase da impedância na superfície, para os três tipos de fontes (ondas planas, eletrojato gaussiano e linha de corrente). O problema de meios com heterogeneidades laterais foi resolvido em termos de campos secundários, sendo as equações diferenciais solucionadas através da técnica de elementos finitos bidimensionais. Os resultados mostram que o eletrojato tem pouca influência nas respostas (resistividade aparente e fase) de estruturas geológicas rasas. Entretanto, a influência pode ser considerável nas estruturas profundas (maior que 5000 m), principalmente se suas resistividades são altas (maior que 100 Ω.m). Portanto, a influência do eletrojato equatorial deve ser considerada na interpretação de dados magnetotelúricos de bacias sedimentares profundas ou no estudo da crosta terrestre.

Comparação dos efeitos do eletrojato equatorial nos dados magnetotelúricos bi e tridimensionais

Este trabalho trata da comparação dos efeitos do eletrojato equatorial nos dados magnetotelúricos bi e tridimensionais. Ele compõe-se fundamentalmente de duas partes: Na primeira, que consiste na comparação dos efeitos dos modelos bi e tridimensionais (linha de corrente e eletrojato gaussiano), determinamos as dimensões que deve apresentar uma estrutura tridimensional para que a resposta magnetotelúrica proveniente dessa estrutura, nas polarizações YX e XY, possa ser substituída pela resposta magnetotelúrica proveniente de uma estrutura bidimensional nos modos TE e TM respectivamente, para a resistividade aparente e fase. Os resultados mostram, para um embasamento condutivo ou resistivo, que é necessário aumentar a dimensão da estrutura tridimensional na direção principal acima de dezesseis vezes, em relação à dimensão inicial, para que a resposta magnetotelúrica proveniente dessa estrutura na polarização YX, possa ser substituída pela resposta magnetotelúrica proveniente de uma estrutura bidimensional no modo TE; no caso da polarização ser XY, essa substituição ocorrerá, no modo TM bidimensional, se aumentarmos a dimensão da estrutura tridimensional na direção principal acima de vinte e seis vezes em relação à dimensão inicial. Na segunda parte, que consiste na determinação dos efeitos do eletrojato equatorial Onwumechilliano, posicionamos a estrutura tridimensional a 10 km, 100 km, 300 km, 500 km, 1000 km e 1500 km, respectivamente, de distância do eletrojato. Dessa forma, determinamos a distância na qual os efeitos do eletrojato equatorial Onwumechilliano sobre as sondagens magnetotelúricas são praticamente desprezíveis. Verificamos que, posicionando a estrutura tridimensional a 1500 km de distância da fonte, para embasamento condutivo, o eletrojato não afeta as sondagens magnetotelúricas. Quando o embasamento é resistivo, o eletrojato afeta as sondagens magnetotelúricas, mesmo posicionando-se a estrutura tridimensional a 1500 km de distância da fonte. De um modo geral, constatamos que o eletrojato equatorial afeta as sondagens magnetotelúricas para freqüências inferiores a 10^-2 Hz, tanto na resistividade aparente quanto na fase e em ambas as polarizações, principalmente, quando o embasamento é resistivo. Observamos também que o efeito galvânico é mais pronunciado na polarização YX que na XY.

Diagnostics of equatorial and low latitude ionosphere by TEC mapping over Brazil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Latent heat loss and sweat gland histology of male goats in an equatorial semi-arid environment

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Short-wave solar radiation level willingly tolerated by lactating Holstein cows in an equatorial semi-arid environment

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

On the effects of each term of the geopotential perturbation along the time I: Quasi-circular orbits

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

On the periodic orbits of the third-order differential equation x ′′′ − µx ′′ + x ′ − µx = εF (x, x ′ , x ′′)

In this paper we study the periodic orbits of the third-order differential equation x ′′′−µx ′′+ x ′ − µx = εF (x, x ′ , x ′′), where ε is a small parameter and the function F is of class C 2 .

Periodic orbits and non-integrability of Armbruster-Guckenheimer-Kim potential

In this paper we study the periodic orbits of the Hamiltonian system with the Armburster-Guckenheimer Kim potential and its C1 non-integrability in the sense of Liouville-Arnold.

No periodic orbits for the type A Bianchi's systems

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Stable retrograde orbits around the triple system 2001 SN263

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Temporal, diel and spatial variability of decapod larvae from St Paul`s Rocks, an equatorial oceanic island of Brazil

Temporal, spatial and diel variation in the distribution and abundance of organisms is an inherent property of ecological systems. The present study describes these variations and the composition of decapod larvae from the surface waters of St Paul`s Rocks. The expeditions to the archipelago were carried out in April, August and November 2003, March 2004 and May 2005. Surface plankton samples were collected during the morning and dusk periods, inside the inlet and in increasing distances around the archipelago (similar to 150, 700 and 1500 m). The identification resulted in 51 taxa. Seven species, six genera and larvae of the families Pandalidae and Portunidae were identified for the first time in the area. The mean larval density varied from zero to 150.2 +/- 69.6 individuals 100 m(-3) in the waters surrounding the archipelago and from 1.7 +/- 3.0 to 12,827 +/- 15,073 individuals 100 m(-3) inside the inlet. Significant differences on larval density were verified between months and period of the day, but not among the three sites around the archipelago. Cluster and non-metric multidimensional scaling analysis indicated that the decapod larvae community was divided into benthic and pelagic assemblages. Indicator species analysis (ISA) showed that six Brachyura taxa were good indicators for the inlet, while three sergestids were the main species from the waters around the archipelago. These results suggest that St Paul`s Rocks can be divided into two habitats, based on larval composition, density and diversity values: the inlet and the waters surrounding the archipelago.

Neotectonics in the northern equatorial Brazilian margin

An increasing volume of publications has addressed the role of tectonics in inland areas of northern Brazil during the Neogene and Quaternary, despite its location in a passive margin. Hence, northern South America plate in this time interval might have not been as passive as usually regarded. This proposal needs further support, particularly including field data. In this work, we applied an integrated approach to reveal tectonic structures in Miocene and late Quaternary strata in a coastal area of the Amazonas lowland. The investigation, undertaken in Marajo Island, mouth of the Amazonas River, consisted of shallow sub-surface geophysical data including vertical electric sounding and ground penetrating radar. These methods were combined with morphostructural analysis and sedimentological/stratigraphic data from shallow cores and a few outcrops. The results revealed two stratigraphic units, a lower one with Miocene age, and an upper one of Late Pleistocene-Holocene age. An abundance of faults and folds were recorded in the Miocene deposits and, to a minor extent, in overlying Late Pleistocene-Holocene strata. In addition to characterize these structures, we discuss their origin, considering three potential mechanisms: Andean tectonics, gravity tectonics related to sediment loading in the Amazon Fan, and rifting at the continental margin. Amongst these hypotheses, the most likely is that the faults and folds recorded in Marajo Island reflect tectonics associated with the history of continental rifting that gave rise to the South Atlantic Ocean. This study supports sediment deposition influenced by transpression and transtension associated with strike-slip divergence along the northern Equatorial Brazilian margin in the Miocene and Late Pleistocene-Holocene. This work records tectonic evidence only for the uppermost few ten of meters of this sedimentary succession. However, available geological data indicate a thickness of up to 6 km, which is remarkably thick for an area regarded as a passive margin. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Odd homoclinic orbits for a second order Hamiltonian system

The aim of this paper is to find an odd homoclinic orbit for a class of reversible Hamiltonian systems. The proof is variational and it employs a version of the concentration compactness principle of P. L. Lions in a lemma due to Struwe.

Mass extinctions, galactic orbits in the solar neighborhood and the Sun: a connection?

The orbits of the stars in the disk of the Galaxy, and their passages through the Galactic spiral arms, are a rarely mentioned factor of biosphere stability which might be important for long-term planetary climate evolution, with a possible bearing on mass extinctions. The Sun lies very near the co-rotation radius, where stars revolve around the Galaxy in the same period as the density wave perturbations of the spiral arms. conventional wisdom generally considers that this status makes for few passages through the spiral arms. Controversy still surrounds whether time spent inside or around spiral arms is dangerous to biospheres and conductive to mass extinctions. Possible threats include giant molecular clouds disturbing the Oort comet cloud and provoking heavy bombardment: a higher exposure to cosmic rays near star forming regions triggering increased cloudiness in Earth atmosphere and ice ages; and the desctruction of Earth's ozone layer posed by supernova explosiosn. We present detailed calculations of the history of spiral arm passages for all 212 solar-type stars nearer than 20 parsecs, including the total time spent inside armsin the last 500 Myr, when the spiral arm position can be traced with good accuracy. We found that there is a large diversity of stellar orbits in the solar neighborhood, and the time fraction spent inside spiral arms can vary from a few percent to nearly half the time. The Sun, despite its proximity to the galactic co-rotation radius, has exceptionally low eccentricity and a low vertical velocity component, and therefore spends 30% of its lifetime crossing the spiral arms, more than most nearby stars. We discuss the possible implications of this fact to the long-term habitability of the Earth, and possible correlations of the Sun's passage through the spiral arms with the five great mass extinctions of the Earth's biosphere from the Late Ordovician to the Cretaceous-Tertiary.