Browsing by Author "Dias, Ana Laura Lordi"
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- Seismic sequences induced by water loads in AzoresPublication . Dias, Ana Laura Lordi; Neves, Maria C.; Custódio, SusanaEm diversas partes do mundo já foi observado o aumento da taxa de sismicidade associada aos efeitos de cargas hidrológicas na crosta (Bollinger et al. 2007; Craig et al. 2017; Dumont et al. 2020). Desta forma, este trabalho investiga a conexão entre cargas atmosféricas e hidrológicas e a deformação crustal na região dos Açores, procurando por modulações sazonais e inter-anuais na taxa de ocorrência de sismos, que podem ser causadas pela variação atmosférica e hidrológica. O presente estudo envolve a manipulação e o declustering do catálogo sísmico dos Açores, de 2008 a 2018 e uma análise estatística dos dados. A metodologia utilizada nos dados dos Açores foi primeiro testada no sistema de falhas de Nova Madrid (EUA), seguindo o artigo de Craig et al. 2017, onde foi descoberta uma conexão entre o aumento da sismicidade e a baixa taxa de chuva no final do Verão. Isto ocorre, pois durante o Inverno, a carga hidrológica do rio Mississippi que é cortado pelo sistema de falhas exerce pressão sobre a crosta. Durante o Verão, a crosta soergue devido ao alívio de carga e então desencadeia uma alta atividade sísmica. Os resultados obtidos neste trabalho se mostraram compatíveis aos resultados encontrados pelo autor. Sendo assim, a metodologia utilizada foi aplicada aos Açores. A análise dos dados dos Açores foi realizada separadamente, para a região oceânica e para as ilhas, já que diferentes processos físicos ocorrem em ambos locais. As ilhas sofrem com as marés terrestres, precipitação e variação nas águas subterrâneas, enquanto o oceano sofre com o peso da coluna d’água. Assim, de forma a analisar melhor a sazonalidade e os possíveis mecanismos atuantes, o catálogo foi divido. A janela temporal dos dados (de 2008 a 2018) foi escolhida de forma que mudanças nas redes sísmicas e trocas de equipamento não afetassem os dados. O primeiro passo neste estudo foi eliminar eventos sísmicos dependentes de um evento principal, através de um processo chamado declustering, de modo que apenas restasse os eventos independentes, chamados de mainshocks. O declustering é essencial na análise de sazonalidade dos dados, já que eventos dependentes poderiam tendenciar os dados. Antes da análise de sazonalidade, foi calculada a razão entre o número de eventos que ocorrem nos meses de Inverno e aqueles que ocorrem nos meses de Verão. Esta razão mostrou que mais eventos estavam ocorrendo no Verão quando comparados com o período de Inverno. Na análise de sazonalidade foram empregues métodos estatísticos como a simulação de Monte Carlo e a abordagem Jack-Knife. A simulação de Monte Carlo foi utilizada para gerar 10 mil catálogos aleatórios baseados nos catálogos originais. A razão Inverno/Verão de cada um dos 10 mil catálogos foi calculada assim como os intervalos de confiança de 99% e 95%, com a finalidade de se observar uma razão Inverno/Verão ao acaso semelhante à razão observada. Os resultados desta análise mostraram que para a sismicidade oceânica, considerando os intervalos de magnitude de 2.0 a 2.7 e de 3.5 a 4.8, a probabilidade de se observar a mesma razão Inverno/Verão é menor que 1%, confirmando que a sazonalidade é genuína. Já para as ilhas, a razão Inverno/Verão caiu dentro dos intervalos de confiança, o que indica que a sazonalidade está ocorrendo por acaso. A abordagem de Jack-Knife, foi realizada para confirmar os resultados obtidos na simulação. Durante esta etapa, todo o processo anterior de geração dos 10 mil catálogos e cálculo das razões é repetido, mas agora removendo ano a ano dos dados, um de cada vez. Esta abordagem permite identificar eventos climáticos extremos que podem ter ocorrido durante os anos e interferiram na sazonalidade. Não foram encontrados eventos anômalos para região oceânica, confirmando que ao longo de 11 anos a sazonalidade se mostrou genuína. Sendo assim, a taxa sísmica oceânica mensal foi calculada e comparada com as séries temporais mensais de precipitação, altura total das ondas, pressão atmosférica e pressão média ao nível do mar. As componentes principais que mais contribuem para cada série temporal foram escolhidas durante a Análise Espectral Singular, que decompõe e reconstrói os sinais das séries, em seguida correlacionadas com as componentes principais da taxa sísmica. Os resultados da correlação mostraram que a taxa sísmica oceânica está correlacionada negativamente com a taxa de precipitação por um coeficiente de correlação de -0.69, por -0.77 com a altura total das ondas, e positivamente com a pressão atmosférica (0.40) e com a pressão a nível do mar (0.39). Em sequência, foi realizado o teste de t-student, que confirmou que os resultados da correlação são significativos. Os resultados deste estudo demonstram que a modulação sazonal da taxa de sismicidade oceânica é presente em cada ano (de 2008 a 2018). Assim como no sistema de falhas de Nova Madrid, a taxa de sismicidade oceânica dos Açores é maior durante o Verão (nos meses de J-A-S-O) e menor durante o Inverno (nos meses de J-F-M-A). Estudos futuros devem focar em quantificar as tensões causadas pelas cargas hidrológicas mencionadas, a fim de que se confirme a influência delas na sismicidade, além de investigar outros possíveis mecanismos, como as marés. Os resultados fornecem uma avaliação de variações cíclicas na sismicidade e sua relação com perturbações hidrológicas e atmosféricas na região dos Açores. Além disso, proporciona uma primeira abordagem da precipitação e da altura total das ondas como possíveis mecanismos de desencadeamento da atividade sísmica oceânica na região, contribuindo para melhorar a nossa compreensão sobre os mecanismos de desencadeamento dos sismos em sistemas vulcano-tectônicos ativos e para a previsão de períodos onde há aumento da sismicidade.