Estimativa de deformações por observações geodésicas associadas a eventos sísmicos na área de abrangência da Rede Sirgas-CON

Abstract

Neste estudo, foram investigadas as deformações que ocorrem na superfície terrestre utilizando dados oriundos de observações geodésicas, geológicas e sismológicas. Primeiramente, foram estudadas as deformações entre períodos pré e pós-sísmico na América Latina, por meio da análise das variações dos valores de coordenadas terrestres estimadas por técnicas de posicionamento GNSS em uma rede denominada SIRGAS-CON. Baseando-se nos dados de 23 eventos sísmicos extraídos do USGS para o período de 2000-2011 e após aplicação do teste de Congruência Global na rede geodésica, foram identificados quatro eventos associados a pontos geodésicos instáveis, com deslocamentos dos pontos entre aproximadamente 1 cm e 3 m. Após o cálculo das deformações e da verificação dos resultados, para os quatro eventos selecionados, foi possível analisar as interações entre diferentes placas litosféricas pelas direções de contração e extensão estimadas. Porém, não foi possível relacionar deformações na rede geodésica com eventos sísmicos. Posteriormente, por meio de uma solução multianual da rede SIRGASCON, foram investigadas as taxas de deformação da superfície terrestre estimadas a partir das variações de direção dos vetores de velocidade de 140 pontos geodésicos localizados na placa Sul Americana. A partir dos resultados, foi possível sugerir que, na porção oeste da placa a deformação é mais significativa, tal como esperado, pois a região está próxima à zona de subducção da placa de Nazca sob a placa Sul Americana. Utilizando vetores de Euler, para inferir o movimento da placa de Nazca, foi possível estimar as taxas de convergência da placa de Nazca e a taxa que é absorvida pela placa Sul Americana. Por fim, foram estimadas as deformações na Província Borborema, localizada na região nordeste do Brasil. Para isto, foram utilizadas estações de rastreio com mínimo de 2 anos de dados provenientes da RBMC e da rede denominada GPS Potiguar, mantido pelo Departamento de Geologia da UFRN. Os dados foram processados utilizando o software GIPSY versão 6.2, disponibilizado pelo JPL do Instituto de Tecnologia da Califórnia, e o método utilizado foi o PPP. A partir de uma solução anual onde as coordenadas e velocidades foram estimadas com suas devidas precisões, foram calculadas as taxas de deformação utilizando a triangulação de Delaunay e o método de Elementos Finitos. As deformações foram comparadas com dados de esforços da região, obtidos por estudos geológicos (breakouts) e sismológicos (mecanismos focais) coletados em bibliografias existentes e foi possível sugerir correlação entre eles. Foi possível com os estudos realizados: correlacionar a interação dos esforços tectônicos aplicados nas placas analisadas com movimentos observados na superfície terrestre; identificar, do ponto de vista geodésico, as regiões estáveis e instáveis na placa Sul Americana e; confirmar a sensibilidade da rede geodésica aos esforços aplicados na região intraplaca Sul Americana. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

In this study were investigated the strains that occur on the earth’s surface using data from geodesic, geologic and seismologic observations. First, the strains between pre and post seismic events in Latin America were studied, by analyzing variation of terrestrial coordinates values estimated by GNSS positioning techniques in a network called SIRGAS-CON. Based in 23 seismic events data, provided by USGS, for the period of 2000-2011, and after the Global Congruence test in the geodesic network, four events associated to instable geodesic points were identified, with points displaced from 1 cm to 3 m approximately. After the strains calculations and verification of the results for the four selected events, it was possible to analyze the interactions among different lithospheric plates by estimating contraction and extension directions. However, it was not possible to correlate strains in the seismic events on geodesic network. Second, using a multiannual solution from SIRGAS-CON network, the strain rates on earth surface estimated from the direction variation of velocity vectors in 140 geodesic points located into South American plate were investigated. From those results, it was suggested that the strain was more significant in the western portion of the plate, as thought, because the region is near to the Nazca subduction zone over the South American plate. Using Euler vectors to determinate the Nazca plate movement, it was possible to estimate the convergence rates of Nazca plate and also the rate that is absorbed by the South American plate. Tthe strains in Borborema Province, in the Brazilian northeastern region, were estimated. For that purpose, tracking stations were used with at least 2 years of data provided from RBMC and the network called GPS Potiguar, controlled by the Geology Department of UFRN. Those data were processed with the GIPSY 6.2 software, offered by the California Technology Institute, and the method was the PPP. Based on an annual solution, where the coordinates and velocities were estimated with the proper precisions, the strain rates using Delaunay’s triangulation and finite elements method were calculated. The strains were compared with of region effort data, obtained by geological (breakouts) and seismologic (focal mechanisms) data collected in bibliographic references and was possible to suggest correlation among them. From the accomplished studies it was possible: to correlate the interaction of the tectonic efforts applied on the plates analyzed from movements noticed on earth surface; to identify, from the geodesic point of view the stable and instable regions in South American plate and; to confirm the sensibility of the geodesic network to the tectonic efforts applied in South American intraplate region.