) Explique o funcionamento do método magnetotelúrico na investigação geofísica. Descreva os princípios físicos subjacentes, discuta os equipamentos e técnicas utilizados na coleta de dados e explique como os dados magnetotelúricos podem ser processados e interpretados para obter informações sobre a subsuperfície.
Passo 1
O enunciado pede para explicar o método magnetotelúrico (MT) na investigação geofísica, ou seja: os princípios físicos que permitem adquirir sinais eletromagnéticos naturais, os equipamentos e técnicas usados na coleta desses sinais e, por fim, como processar e interpretar os dados MT para obter um modelo de resistividade da subsuperfície.
Passo 2
O método MT baseia-se nas variações naturais do campo eletromagnético terrestre, geradas por correntes ionosféricas e magnetosféricas. Essas variações induzem correntes de Foucault na Terra, cujo comportamento é descrito pelas equações de Maxwell, em particular
Aqui
e
são os campos elétrico e magnético, e
(lei de Ohm pontual) depende da condutividade
. A penetração do sinal em diferentes frequências
varia com a resistividade
, permitindo sondar profundidades que vão de centenas de metros a dezenas de quilômetros.
Passo 3
Na coleta de dados usam-se sensores para medir os dois componentes horizontais do campo elétrico e os dois componentes horizontais (ou três, incluindo vertical) do campo magnético:
– Eletrodos de agulha ou placa (distantes dezenas a centenas de metros) registram e
.
– Magnetômetros de indução (coils) medem e
.
Um sistema de aquisição digital grava sinais com alta resolução em frequência (por exemplo, 10 Hz a 0,001 Hz). Técnicas como referência remota (remote reference) reduzem ruído cultural e melhoram a qualidade dos dados.
– Eletrodos de agulha ou placa (distantes dezenas a centenas de metros) registram
– Magnetômetros de indução (coils) medem
Um sistema de aquisição digital grava sinais com alta resolução em frequência (por exemplo, 10 Hz a 0,001 Hz). Técnicas como referência remota (remote reference) reduzem ruído cultural e melhoram a qualidade dos dados.
Passo 4
No processamento inicial, aplica-se a transformada de Fourier para obter
e
. Calcula-se o tensor de impedância
pela relação
Destacam-se também funções tipper que relacionam a componente vertical de
às horizontais. A partir de
obtém-se a resistividade aparente
onde
é a permeabilidade do vácuo.
Passo 5
Para interpretação geológica executa-se inversão dos dados de resistividade aparente em modelos 1D, 2D ou 3D, que minimizam a diferença entre dados sintéticos e observados, impondo suavização ou geodinâmica. O resultado é um mapa de resistividade da subsuperfície, que identifica zonas condutoras (por exemplo, aquíferos salinos, argilas) e resistivas (rochas compactas, magmas frios).
Resposta
O método magnetotelúrico explora variações naturais do campo eletromagnético para sondar a resistividade do subsolo em diferentes profundidades. Usa eletrodos e magnetômetros para registrar
e
, processa os sinais em frequência para calcular o tensor de impedância e a resistividade aparente, e finalmente inverte esses dados em modelos 1D–3D que revelam a estrutura geológica abaixo da superfície.