D2 Tomografia Sísmica

Tópico

A tomografia sísmica é a técnica que permite obter imagens tridimensionais de como a velocidade sísmica varia no interior da Terra, usando grandes conjuntos de dados de tempos de trânsito ou formas de onda completas. Semelhante ao funcionamento de uma tomografia computadorizada médica, a tomografia sísmica combina muitos feixes que viajam pelo interior da Terra em diferentes direções e se cruzam para reconstruir a distribuição de velocidade ao longo desses feixes. Essa distribuição de velocidade, por sua vez, reflete como a temperatura, a composição e o estado (sólido ou fundido) do manto e da crosta terrestre variam.

A tomografia de tempo de trânsito divide o interior da Terra em um conjunto de células e ajusta a velocidade sísmica de cada célula para minimizar a diferença entre os tempos de trânsito reais observados e os tempos de trânsito previstos por um modelo de referência unidimensional padrão para esse mesmo caminho. Quando a velocidade observada é maior que a velocidade desse modelo de referência, essa anomalia positiva corresponde a material mais frio e denso, como o que forma uma placa subductada de crosta oceânica; Quando a velocidade observada é menor que a do modelo de referência, essa anomalia negativa corresponde a material mais quente e ascendente, como aquele que forma uma pluma mantélica.

A tomografia de ondas superficiais, ao contrário da tomografia de tempo de trânsito, é muito mais sensível à estrutura da crosta e da litosfera superior, precisamente porque as ondas superficiais de longo período penetram muito menos no interior da Terra do que as ondas internas.

A inversão de forma de onda completa é a geração mais avançada de tomografia sísmica disponível atualmente: em vez de usar apenas o tempo de chegada de cada onda, essa técnica aproveita toda a forma de onda sísmica registrada, incluindo as amplitudes e fases de vários tipos de onda simultaneamente. Ao aproveitar todas essas informações adicionais, a inversão de forma de onda completa permite a resolução de estruturas internas muito mais finas do que as técnicas anteriores e reduz a ambiguidade que frequentemente afeta a inversão sísmica baseada apenas nos tempos de chegada.

Por fim, a tomografia de ruído ambiente não requer um terremoto como fonte de ondas sísmicas: em vez disso, ela correlaciona o ruído microssísmico ambiente continuamente registrado por duas estações sismográficas. A partir dessa correlação entre as duas estações, extrai-se a mesma informação que seria obtida se uma das duas estações tivesse atuado como fonte de uma onda sísmica real e a outra a tivesse registrado. Isso, juntamente com a tomografia de tempo de trânsito, a tomografia de ondas superficiais e a tomografia de forma de onda completa, completa o conjunto de técnicas com as quais a tomografia sísmica reconstrói o interior da Terra, conforme descrito no início desta visão geral.

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