Inversão magnética discreta 3D baseada na teoria dos grafos para determinar o arcabouço magnético de fontes isoladas: aplicação na anomalia magnética de Cabo Frio, RJ

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Oliveira, Rômulo Rodrigues de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Inversão magnética; Algoritmo genético; Estabilização; Arraial do Cabo - RJ; Teoria dos grafos; Magnetização; Magnetic inversion; Genetic algorithm; Graph theory; Stabilization; Arraial do Cabo-RJ
• Link de acesso: https://app.uff.br/riuff/handle/1/34476

Problemas inversos em geofísica são na maioria mal-postos. No caso magnético, a instabili dade está na dificuldade em estimar geometria e propriedades magnéticas simultaneamente. A estimativa do vetor de magnetização total e/ou da geometria da fonte causadora são os principais objetivos comerciais do método. Muitas são as metodologias desenvolvidas para solucionar os problemas separadamente. Num primeiro caso, a direção de magnetização é dita induzida e então a geometria pode ser estimada. Tem-se também o caso em que a direção de magnetização é estimada a partir de premissas a respeito da geometria da fonte causadora. Com o objetivo de contribuir neste cenário, este estudo propõe uma inversão magnética discreta tridimensional estável, para fontes isoladas e homogêneas, que estima simultaneamente o arcabouço magnético e a direção de magnetização do corpo estudado a partir dos dados de anomalia magnética de campo total. Para isso, um conjunto de dipolos magnéticos elementares é aleatoriamente distribuído pelo modelo interpretativo 3D. Para solucionar o problema inverso, utiliza-se o algoritmo genético hierárquico, que tem como propósito minimizar a função mono-objetivo no sentido dos mínimos quadrados. Para definir adequadamente os limites de busca de alguns dos parâmetros a serem estimados, técnicas semi-automáticas como a correlação cruzada generalizada e a deconvolução de Euler foram utilizadas. Para contornar as ambiguidades do problema inverso magnético, utilizamos a função de equidistância, baseada na teoria dos gráfos e na solução do problema da árvore espalhada de custo mínimo. Dessa forma, ao minimizar a função de equidistância juntamente com a de desajuste dos dados, conferimos compacidade ao conjunto de dipolos magnéticos e consequentemente, garantimos a premissa de fonte isolada. Para balancear a relação entre as funções mencionadas, calculamos o parâmetro de regularização ideal por meio da técnica da curva L. Testes em dados sintéticos ruidosos foram desenvolvidos para investigar a eficácia da metodologia adotada em ambiente controlado. No primeiro caso, a anomalia magnética de campo total produzida por um modelo de dique vertical uniforme é considerado. A nuvem de dipolos estimou satisfatoriamente o arcabouço magnético do dique vertical e ainda determinou a direção do vetor de magnetização total. O segundo teste consistiu de um dique inclinado e uniforme. O conjunto de dipolos também determinou o arcabouço magnético do dique inclinado, tendo maior dificuldade em estabelecer a direção de mergulho, especialmente nas maiores profundidades e também estimou com precisão a direção do vetor de magnetização. O terceiro e último teste sintético, compreende de uma soleira uniforme e isolada. O arcabouço magnético foi determinado com sucesso, mesmo encontrando dificuldades para estimar os limites verticais do corpo. Assim como os testes sintéticos anteriores, a estimativa do vetor de magnetização foi bem próxima do valor verdadeiro, indicando que, para os casos mais simples, a metodologia funciona adequadamente. A aplicação real foi realizada em um conjunto de dados aero-magnéticos da região de Arraial do Cabo. Neste caso, a nuvem de dipolos apresentou boa compacidade 6 ao redor da região do Morro do Forno e a Ponta da Prainha. No entanto, do ponto de vista da interpretação geológica, pouco se pode afirmar a respeito do arcabouço magnético estimado, devido ao enxame de diques alcalinos interpretados na região. A direção de magnetização estimada indica baixa remanência magnética. Vale ressaltar que o arcabouço magnético estimado respeitou a direção SW-NE dos diques alcalinos da região. Baseado nos resultados apresentados, aplicação do método proposto mostra-se viável em áreas com poucas informações a priori. Dessa forma, o arcabouço magnético pode ser relevante para outros métodos de inversão magnética.