The Brazilian Equatorial Margin is a transform passive margin with long fracture zones and several seamounts, including the Ceará Plateau, as the largest one. This is a very complex and poorly known area, with very few available research data. The geophysical approach was used to achieve a better understanding, and to guide further surveys. Gravity and magnetic data from the Equant I Project, seismic published lines and previous studies were applied to make several models and analyses. The gravity and the magnetic anomaly sources seemed to be the same, related to a denser and magnetized basement. It is estimated the basement surface between 800 and 6000 m and the Mohorovičić discontinuity, which is about 22-23 km below the Ceará Plateau. It is also presented and discussed the position of the continent-ocean boundary, recognized at approximately 40 km from the continental shelf, that locate the plateau at the oceanic crust. The area of the transitional crust, with an extension of 40-50 km, represents the altered continental crust, formed during the rift phase, previous to the Atlantic Ocean. The lack of data gives some limitation to the analysis, and add some uncertainties in the results, which are discussed along this thesis. / A Margem Equatorial Brasileira é uma margem passiva transformante com longas zonas de fratura e diversos montes submarinos, incluindo o Platô do Ceará, o maior deles. Essa é uma área muito complexa e pouco conhecida, com poucos dados disponíveis. A abordagem geofísica foi utilizada para alcançar uma melhor compreensão da área e para guiar próximas pesquisas. Dados gravimétricos e magnéticos do Projeto Equant I, linhas sísmicas publicadas e estudos prévios foram aplicados para desenvolver os modelos e as análises. A fonte das anomalias gravimétricas e magnéticas pareceram ser as mesmas, relacionadas a um embasamento mais denso e magnetizado. É estimada a superfície do embasamento entre 800 e 6000 m e a descontinuidade de Mohorovičić, aproximadamente a 22-23 km abaixo do Platô do Ceará. Foi também apresentada e discutida a posição do limite crosta continental-oceânica, aproximadamente a 40 km da plataforma continental, colocando o platô na crosta oceânica. A área da crosta transicional, com uma extensão de 40-50 km, demarca uma crosta continental mais alterada, formada durante a fase rifte, anterior à abertura do Oceano Atlântico. A falta de dados limitou as análises, e certamente implicou em diversas incertezas nos resultados, que são discutidas durante esta dissertação.

The Brazilian Equatorial Margin is a transform passive margin with long fracture zones and several seamounts, including the Ceará Plateau, as the largest one. This is a very complex and poorly known area, with very few available research data. The geophysical approach was used to achieve a better understanding, and to guide further surveys. Gravity and magnetic data from the Equant I Project, seismic published lines and previous studies were applied to make several models and analyses. The gravity and the magnetic anomaly sources seemed to be the same, related to a denser and magnetized basement. It is estimated the basement surface between 800 and 6000 m and the Mohorovičić discontinuity, which is about 22-23 km below the Ceará Plateau. It is also presented and discussed the position of the continent-ocean boundary, recognized at approximately 40 km from the continental shelf, that locate the plateau at the oceanic crust. The area of the transitional crust, with an extension of 40-50 km, represents the altered continental crust, formed during the rift phase, previous to the Atlantic Ocean. The lack of data gives some limitation to the analysis, and add some uncertainties in the results, which are discussed along this thesis. / A Margem Equatorial Brasileira é uma margem passiva transformante com longas zonas de fratura e diversos montes submarinos, incluindo o Platô do Ceará, o maior deles. Essa é uma área muito complexa e pouco conhecida, com poucos dados disponíveis. A abordagem geofísica foi utilizada para alcançar uma melhor compreensão da área e para guiar próximas pesquisas. Dados gravimétricos e magnéticos do Projeto Equant I, linhas sísmicas publicadas e estudos prévios foram aplicados para desenvolver os modelos e as análises. A fonte das anomalias gravimétricas e magnéticas pareceram ser as mesmas, relacionadas a um embasamento mais denso e magnetizado. É estimada a superfície do embasamento entre 800 e 6000 m e a descontinuidade de Mohorovičić, aproximadamente a 22-23 km abaixo do Platô do Ceará. Foi também apresentada e discutida a posição do limite crosta continental-oceânica, aproximadamente a 40 km da plataforma continental, colocando o platô na crosta oceânica. A área da crosta transicional, com uma extensão de 40-50 km, demarca uma crosta continental mais alterada, formada durante a fase rifte, anterior à abertura do Oceano Atlântico. A falta de dados limitou as análises, e certamente implicou em diversas incertezas nos resultados, que são discutidas durante esta dissertação.

A sismoestratigrafia, em geral, não é utilizada em estudos de curto espaço de tempo geológico, como os de quinta e sexta ordem. Entretanto, o estudo da Baía do Araçá, no Canal de São Sebastião, no litoral norte do estado de São Paulo mostrou que este tipo de abordagem é possível para ciclos desta magnitude. Utilizando um sistema de aquisição de dados sísmicos, composto por uma fonte boomer, um pinger e um chirp, foi feito um levantamento da região, que resultou em cerca de 60 km de perfis sísmicos de alta resolução, foi possível reconhecer um conjunto de unidades sísmicas que pode ser entendida no conceito de tratos de sistema. Com a interpretação destes sismogramas, gerou-se um modelo evolutivo para a sedimentação no Araçá tendo sido encontrados tratos de sistemas de mar alto, de mar baixo e transgressivo muito bem definidos. Estes tratos foram relacionados com as curvas de variações eustáticas do Pleistoceno Superior e Holoceno conhecidas, possibilitando a proposição de duas hipóteses distintas: a primeira considerando um período de mar alto no Estágio Isotópico 5e e a segunda com um período de mar alto no Estágio Isotópico 3, em uma posição superior àquela considerada pela maioria dos autores, mas corroborada por outros. Além disso, foram encontradas evidências claras de tectônica Neoquaternária na região. / It is not that common to use the seismic stratigraphy in studies of short geological time as those from fifth and sixth orders. However, the study of Araça\'s Bay, at São Sebastião Channel, at the north coast of São Paulo State, showed that this kind of approach is in fact possible for cycles of this magnitude. Using a seismic setup composed with one boomer seismic source, as well as one pinger and one chirp, a seismic survey was taken in the area, which resulted in about 60 km of seismic profiles of high resolution. Analyzing those seismograms, we propose an evolution model for the sedimentation at Araçá area, and we found records of highstand systems tract, lowstand systems tract and transgressive systems tract very well marked. These tracts were then related to the known sea level change curves for Late Pleistocene and Holocene, allowing a proposition of two distinct hypothesis: the first one considers a highstand period at Isotopic Stage 5e and the second one a highstand period at Isotopic Stage 3, in a higher position than that considered for most authors, but corroborated for some others. Also, it was found clear evidences of Neoquaternary tectonics at the area.

Un sitio arqueológico urbano es una realidad diversa y compleja, cuyo conocimiento, protección y puesta en valor necesariamente debe de realizarse dentro de la concepción unitaria e integral que ofrece la Gestión del Patrimonio. En este marco general, la figura del parque ecoarqueológico se ha convertido en un modelo en donde es posible interrelacionar de forma eficaz los planes de gestión y los de investigación, con objeto de alcanzar una finalidad social. En esta tesis se defiende una propuesta metodológica integral para la investigación de un sitio arqueológico que se basa en la aplicación sistemática, secuencial y sumatoria de un conjunto de estudios fundamentados en la prospección arqueológica. Se ha tomado como ejemplo la serie de trabajos que se han desarrollado y puesto en práctica en el Parque Ecoarqueológico de Xoclán, en la ciudad de Mérida, Yucatán, que alberga vestigios arqueológicos de un sitio maya prehispánico. La aplicación de estos estudios ha permitido realizar, en un primer momento, una aproximación al sitio de carácter diagnóstico; y, posteriormente, obtener un conocimiento preciso del mismo con el menor impacto posible sobre el patrimonio cultural y natural del parque. De este modo, se ha proporcionado una información cuantitativa y cualitativa con respecto al sitio arqueológico y al espacio en donde éste se halla, la cual ha podido ser utilizada por los responsables del parque tanto para la gestión inmediata del mismo como para el diseño de futuras actuaciones. / An urban archaeological site is a diverse and complex reality, whose knowledge, protection and valorization must necessarily be conducted within the unitary and integral design that offers the Heritage Management. Within this general framework, the figure of the Ecoarchaeological Park has become a model where it’s possible to interact effectively management and research goals, in order to achieve a social objective. In this thesis, we defend an integral methodological proposition for the investigation of an archaeological site, based on the systematic, sequential and summation implementation of a set of studies based on the archaeological prospecting. The series of works which have been developed and implemented in the Xoclán Ecoarchaeological Park, in the city of Mérida, Yucatán, which hosts archaeological vestiges of a pre-Columbian maya site, had taken as an example. The application of these studies has allowed to realize, at first, a diagnostic approximation to the site; and, later, to obtain a precise knowledge of the same one with the least possible impact on the cultural and natural heritage of the Park. In this way, a quantitative and qualitative information on the archaeological site and the space where it is has been provided, which has been able to be used by the Park Administrations for the immediate management actions and for the design of future activities.

L'estiu de 2005, es varen instal·lar un sismòmetre de fons marí (OBS, sigles en anglès d'Ocean Bottom Seimometer) permanent, de tres components i banda ampla, i un sensor diferencial de pressió, a les immediacions de la plataforma petrolífera Casablanca (Repsol Investigaciones Petrolíferas S.A.), a uns 150 m de fondària i 50 km de la costa de Tarragona. Aquesta iniciativa, pionera a l'Estat espanyol, es va portar a terme en el marc del projecte Casablanca (REN2003-06577), concedit pel Ministerio de Educación y Ciencia a l'Institut Geològic de Catalunya (IGC) i l'Observatori de l'Ebre, amb l'objectiu de caracteritzar la detectabilitat de l'OBS i millorar el coneixement de la sismicitat i el risc sísmic a la zona. L'any 2007, després d'una reinstal·lació dels sensors en què es varen introduir millores, la transmissió satèl·lit en temps real del senyal al centre de recepció de dades sísmiques a l'IGC de Barcelona va possibilitar la integració de l'OBS a la xarxa sísmica de Catalunya.L'anàlisi de soroll sísmic ambiental a l'emplaçament de l'OBS Casablanca mostra nivells alts als tres components, especialment a baixes freqüències i a la banda microsísmica. Així mateix, s'observen variacions estacionals i la influència de les condicions meteorològiques i oceanogràfiques. La comparació dels nivells de soroll a l'OBS Casablanca amb el d'un altre OBS situat a la mar de Ligúria, amb una instrumentació semblant, però instal·lat a una fondària de 2500 m, mostra un comportament més sorollós a Casablanca, probablement a causa de la menor profunditat a què està situat.Tot i el seu comportament sorollós, l'OBS Casablanca ha enregistrat diversos sismes locals, regionals i telesismes. Malgrat la petita magnitud i l'escassesa de terratrèmols locals succeïts durant el període de funcionament de l'OBS, l'estació ha mostrat la seva utilitat de cara a la millora de les localitzacions hipocentrals dels sismes propers amb epicentre a la mar. Noves dades permetran la validació d'aquest resultat.El senyal de l'OBS Casablanca, juntament amb el d'estacions situades a la Península Ibèrica, el nord d'Àfrica i les Illes Balears, s'ha pogut utilitzar amb èxit en un estudi de tomografia d'ones superficials amb soroll sísmic ambiental realitzat al NE de la Península. El procediment de l'estudi tomogràfic ha inclòs un tractament del senyal a fi de minimitzar l'energia aportada pels terratrèmols i normalitzar les amplituds a totes les freqüències. Mitjançant el càlcul de la correlació creuada per a tots els parells d'estacions disponibles durant un període de més d'un any, s'ha trobat un senyal equivalent a la funció de Green del medi, que ha possibilitat la mesura de la velocitat de grup i de fase. La representació dels resultats en forma de mapes de dispersió mostra zones d'altes i baixes velocitats, coherents amb les principals estructures geològiques de l'escorça i part del mantell superior. / Durante el verano de 2005, se instalaron un sismómetro de fondo marino (OBS, siglas en inglés de Ocean Bottom Seismometer) permanente, de tres componentes y banda ancha, y un sensor diferencial de presión, en las inmediaciones de la plataforma petrolífera Casablanca (Repsol Investigaciones Petrolíferas S.A.), a unos 150 m de profundidad y 50 km de la costa de Tarragona. Esta iniciativa, pionera en España, se llevó a cabo en el marco del proyecto Casablanca (REN2003-06577), concedido por el Ministerio de Educación y Ciencia al Institut Geològic de Catalunya (IGC) y al Observatori de l'Ebre, con el objetivo de caracterizar la detectabilidad del OBS y mejorar el conocimiento de la sismicidad y el riesgo sísmico en la zona. En el año 2007, después de una reinstalación en la que se introdujeron mejoras, la transmisión satélite en tiempo real de la señal al centro de recepción de datos sísmicos del IGC en Barcelona posibilitó la integración del OBS a la red sísmica de Cataluña.El análisis del ruido sísmico ambiental en el emplazamiento del OBS Casablanca muestra niveles altos en las tres componentes, especialmente a bajas frecuencias y en la banda microsísmica. También se observan variaciones estacionales y la influencia de las condiciones meteorológicas y oceanográficas. La comparación de los niveles de ruido en el OBS Casablanca con los de otro OBS situado en el mar de Liguria, de instrumentación similar, pero instalado a 2500 m de profundidad, muestra un comportamiento más ruidoso en Casablanca, probablemente a causa de la menor profundidad a la que está situado.Aunque de comportamiento ruidoso, el OBS Casablanca ha registrado numerosos seísmos locales, regionales y teleseísmos. A pesar de la pequeña magnitud y la escasez de terremotos locales durante el periodo de funcionamiento del OBS, la estación ha mostrado su utilidad de cara a la mejora de las localizaciones hipocentrales de los seísmos cercanos con epicentro en el mar. Nuevos datos permitirán la validación de este resultado.La señal del OBS Casablanca, junto con la de estaciones situadas en la Península Ibérica, el norte de África y las Islas Baleares, se ha podido utilizar con éxito en un estudio de tomografía de ondas superficiales con ruido sísmico ambiental realizado al NE de la Península. El procedimiento del estudio tomográfico ha incluido el tratamiento de la señal para minimizar la energía aportada por los terremotos y normalizar las amplitudes para todas las frecuencias. Mediante el cálculo de la correlación cruzada para todos los pares de estaciones disponibles durante un periodo de más de un año, se ha obtenido una señal equivalente a la función de Green del medio, que ha posibilitado la medida de la velocidad de grupo y de fase. La representación de los resultados en forma de mapas de dispersión muestra zonas de altas y bajas velocidades, coherentes con las principales estructuras geológicas de la corteza y parte del manto superior. / During the summer of 2005, a three-component broad-band permanent ocean bottom seismometer (OBS) and a differential pressure gauge were deployed near the Casablanca oil platform (Repsol Investigaciones Petrolíferas S.A.) at a depth of about 150 m and 50 km away from the Tarragona coast (NE Iberian Peninsula). This initiative, pioneer in Spain, was carried out within the framework of the Casablanca project (RES2003-06577), given by the Ministerio de Educación y Ciencia to the Institut Geològic de Catalunya (IGC) and to the Observatori de l'Ebre. The aim of this project was to characterize the OBS detection threshold and to improve the knowledge of the seismicity and seismic risk in the area around. In 2007 satellite transmission was implemented to have continuous and real time data, which allowed integrating the OBS into the Catalan Seismic Network.A seismic ambient noise analysis at the Casablanca OBS site shows high levels on the three components, especially at low frequencies and at the microseismic band. Seasonal variations and the meteorological and oceanographic conditions influence are also observed. The comparison between Casablanca OBS noise levels and those from another OBS placed at the Ligurian Sea, equipped with similar instrumentation but installed at a depth of 2500 m, shows that the Casablanca site is noisier, probably due to its shallower deployment.Despite its noisy behaviour, the Casablanca OBS has recorded a number of local and regional earthquakes and teleseisms. Only few close small events have occurred during the OBS running period. Nevertheless, the station has shown its utility to improve hipocentral locations of close earthquakes with the epicentre offshore.The Casablanca OBS signal, together with that from stations placed at the Iberian Peninsula, northern Africa and Balearic Islands, has been successfully used in a surface wave tomographic study from ambient noise in the NE Iberian Peninsula. The tomographic study includes a signal processing to minimize the energy from earthquakes and to normalize the amplitudes for all frequencies. A signal equivalent to the Green function has been obtained through the cross-correlation between all the possible station pairs during a period longer than one year, allowing the measurement of group and phase velocities. The results, which are presented as dispersion maps, show areas of high and low velocities that are coherent with the main crust and upper mantle geological structures.

A sismoestratigrafia, em geral, não é utilizada em estudos de curto espaço de tempo geológico, como os de quinta e sexta ordem. Entretanto, o estudo da Baía do Araçá, no Canal de São Sebastião, no litoral norte do estado de São Paulo mostrou que este tipo de abordagem é possível para ciclos desta magnitude. Utilizando um sistema de aquisição de dados sísmicos, composto por uma fonte boomer, um pinger e um chirp, foi feito um levantamento da região, que resultou em cerca de 60 km de perfis sísmicos de alta resolução, foi possível reconhecer um conjunto de unidades sísmicas que pode ser entendida no conceito de tratos de sistema. Com a interpretação destes sismogramas, gerou-se um modelo evolutivo para a sedimentação no Araçá tendo sido encontrados tratos de sistemas de mar alto, de mar baixo e transgressivo muito bem definidos. Estes tratos foram relacionados com as curvas de variações eustáticas do Pleistoceno Superior e Holoceno conhecidas, possibilitando a proposição de duas hipóteses distintas: a primeira considerando um período de mar alto no Estágio Isotópico 5e e a segunda com um período de mar alto no Estágio Isotópico 3, em uma posição superior àquela considerada pela maioria dos autores, mas corroborada por outros. Além disso, foram encontradas evidências claras de tectônica Neoquaternária na região. / It is not that common to use the seismic stratigraphy in studies of short geological time as those from fifth and sixth orders. However, the study of Araça\'s Bay, at São Sebastião Channel, at the north coast of São Paulo State, showed that this kind of approach is in fact possible for cycles of this magnitude. Using a seismic setup composed with one boomer seismic source, as well as one pinger and one chirp, a seismic survey was taken in the area, which resulted in about 60 km of seismic profiles of high resolution. Analyzing those seismograms, we propose an evolution model for the sedimentation at Araçá area, and we found records of highstand systems tract, lowstand systems tract and transgressive systems tract very well marked. These tracts were then related to the known sea level change curves for Late Pleistocene and Holocene, allowing a proposition of two distinct hypothesis: the first one considers a highstand period at Isotopic Stage 5e and the second one a highstand period at Isotopic Stage 3, in a higher position than that considered for most authors, but corroborated for some others. Also, it was found clear evidences of Neoquaternary tectonics at the area.

O principal objetivo deste trabalho foi estudar a aplicabilidade da tecnologia do piezocone na investigação geoambiental de solos tropicais a partir da realização de ensaios nas áreas onde se encontram o aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru e o antigo lixão de Ribeirão Preto, ambos no Estado de São Paulo. Dentro deste contexto, outros ensaios de campo e de laboratório foram analisados para um melhor entendimento do caminhamento da pluma de contaminação e dos próprios resultados dos ensaios com piezocone realizados nestas áreas de disposição de resíduos. A tecnologia do piezocone apresentou limitações quando empregada na área do antigo lixão de Ribeirão Preto, uma vez que o impenetrável do cone foi atingido antes do nível d’água, impossibilitando assim a identificação da posição deste, a estimativa da permeabilidade do solo e a coleta de amostras de água. Os ensaios de eletrorresistividade de superfície permitiram a detecção do formato e do sentido do caminhamento da pluma de contaminação e foram fundamentais para a orientação dos locais onde foram realizados os ensaios de piezocone e amostragem de solo e água nas duas áreas estudadas. Os resultados dos ensaios com o piezocone de resistividade (RCPTU) realizados no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru mostraram que os valores de resistividade são fortemente afetados pelo grau de saturação, gênese, textura e tipo de argilo-mineral presente na fração fina do solo. Constatou-se que o ensaio RCPTU possibilitou identificar zonas com presença de poluentes, as quais foram confirmadas a partir da análise conjunta dos resultados dos ensaios de geofísica de superfície e das amostras de solo e água coletadas com os amostradores do sistema direct-push e dos poços de monitoramento. Este trabalho apresenta ainda resultados preliminares de ensaios de laboratório, que foram úteis para avaliar a capacidade de retenção do solo que ocorre no entorno do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru para os metais Ni, Zn, Cd e Pb. Os resultados dos ensaios de adsorção em lote e de coluna indicam que a poluição no entorno deste aterro pode estar ocorrendo de forma lenta, destacando-se a importância da continuidade do monitoramento do aqüífero local. / The major purpose of this dissertation is to study the applicability of the piezocone technology for geoenvironmental site investigation of tropical soils. Two waste disposal sites were investigated: a deactivated dumpsite in Ribeirão Preto and a sanitary landfill in Bauru, in São Paulo State, Brazil. Other in situ and laboratory tests were carried out in these two areas for a better understanding of the leacheate plume and of the results gathered with piezocone tests. The piezocone technology presented limitations to investigate Ribeirão Preto site, since groundwater level is deeper than the impenetrable to the cone. For reason, it was impossible to estimate permeability and no water samples using the direct-push technology were obtained. Geophysical tests carried out at the two studied sites allowed to detect and delineate the shape of leachate plume. They were fundamental to guide and locate the piezocone tests, soil and water sampling and monitoring wells. The resistivity piezocone tests (RCPTU) carried out in Bauru site showed that the resistivity values are very affected by degree of saturation, genesis, fabric and clay mineral type. Geophysical tests results, soil and water samples collected by direct-push technology and by monitoring wells supported the interpretation of RCPTU tests. These tests were able to identify polluted zones. Preliminary laboratory tests were carried out to access retention of Ni, Zn, Cd and Pb by the soil from Bauru site. The results of leaching and batch equilibrium tests indicated that pollution around this site is taking place slowly, emphasizing the importance to continue monitoring groundwater.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-09-23T13:38:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InversaoGravimetricaRapida.pdf: 2097359 bytes, checksum: 644d6d953cc244368b99024e23a9dbad (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-29T11:50:51Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InversaoGravimetricaRapida.pdf: 2097359 bytes, checksum: 644d6d953cc244368b99024e23a9dbad (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-29T11:50:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InversaoGravimetricaRapida.pdf: 2097359 bytes, checksum: 644d6d953cc244368b99024e23a9dbad (MD5) Previous issue date: 2013 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Apresentamos um novo método de inversão linear bidimensional de dados gravimétricos produzidos por bacias sedimentares com relevo do embasamento descontínuo. O método desenvolvido utiliza um modelo interpretativo formado por um conjunto de fitas horizontais bidimensionais justapostas cujas espessuras são os parâmetros a serem estimados. O contraste de densidade entre o embasamento e os sedimentos é presumido constante e conhecido. As estimativas das espessuras foram estabilizadas com o funcional da Variação Total (VT) que permite soluções apresentando descontinuidades locais no relevo do embasamento. As estimativas do relevo são obtidas através da resolução de um sistema de equações lineares, resolvido na norma L1. Como métodos lineares subestimam as estimativas de profundidade do embasamento de bacias maiores que cerca de 500 m, amplificamos as estimativas de profundidade através da modificação da matriz associada ao modelo interpretativo de fitas. As estimativas obtidas através deste procedimento são em geral ligeiramente superestimadas. Desse modo, elas são corrigidas através de uma correção definida pela expressão da placa Bouguer. Testes em dados sintéticos e reais produziram resultados comparáveis aos produzidos pelo método não linear, mas exigiram menor tempo computacional. A razão R entre os tempos exigidos pelo método não linear e o método proposto cresce com o número de observações e parâmetros. Por exemplo, para 60 observações e 60 parâmetros, R é igual a 4, enquanto para 2500 observações e 2500 parâmetros R cresce para 16,8. O método proposto e o método de inversão não linear foram aplicados também em dados reais do Steptoe Valley, Nevada, Estados Unidos, e da ponte do POEMA, no Campus do Guamá em Belém, produzindo soluções similares às obtidas com o método não linear exigindo menor tempo computacional. / We present a new 2D linear inversion gravity method to estimate the discontinuous basement relief of a sedimentary basin. The method uses an interpretation model consisting of a set of 2D juxtaposed horizontal ribbons whose thicknesses are the parameters to be estimated. The density contrast between the basement and the sediments is assumed constant and known. The estimates of the thicknesses were stabilized with the Total Variation functional (TV) which permits solutions presenting local discontinuities in the basement relief. The estimates of the basement relief are produced by solving a single linear system of equations in the L1 norm. Because linear inversion methods underestimate the depth of the basement relief for sedimentary basins thicker than 500 m, we amplify the depth estimates through by modifying the matrix associated with the interpretation model. This procedure in general leads to overestimated depths which are corrected through the expression of the anomaly of a Bouguer slab. Tests on synthetic and real data produced similar results as compared with the nonlinear method, but required less computational time. The ratio R between the computational times required by the nonlinear and the proposed methods to produce similar solutions increases with the number of observations and parameters. For example, for 60 observations and 60 parameters R is equal to 4 whereas for 2500 observations and 2500 R increases to 16.8. The proposed method and the nonlinear inversion method were also applied to real gravity data from Steptoe Valley, Nevada, U.S.A. and from Ponte do POEMA at the Campus of Guamá, in Belém, producing solutions which are similar to the ones produced by the nonlinear method but required a smaller computer time.

L’érosion des édifices volcaniques résulte d’une série de processus géomorphologiques qui se produisent pendant, avant ou sans éruption. Ce processus implique également le terme « lahar » qui décrit un écoulement rapide de la zone sommitale vers l’aval amenant des matériaux volcaniques mélangés à de l’eau avec une évolution de la dynamique d’écoulement dans l’espace et dans le temps. L’érosion des édifices volcaniques est encore mal connue, particulièrement en raison de la difficulté d’acquisition de données sur le terrain. Pourtant, les lahars ont causé à eux seuls au moins 44 250 morts de 1600 à 2010 dont 52 % à cause d’un seul évènement en 1985 (Nevado del Ruiz, Colombie). Cette étude propose une approche multiscalaire pour mieux comprendre la nature de l’érosion des édifices volcaniques sur le déclenchement et la dynamique des lahars. L’éruption du volcan Merapi (Indonésie) en2010 fut l’occasion de produire de nouvelles données de terrain. La première partie de la thèse, relative au déclenchement des lahars, repose sur des données de terrain et des expérimentations en laboratoire. Le travail de terrain avait pour but de comparer un bassin versant bouleversé par l’éruption de 2010 et un autre bassin versant non bouleversé, par le biais d’observations in-situ et d’instrumentation de terrain. En laboratoire, l’approche expérimentale fut réalisée en utilisant 8 scénarios différents sur un plan incliné. La deuxième partie, liée à la dynamique des lahars en mouvement, fut étudiée à partir du couplage vidéo signaux sismiques. Les dépôts liés à ces lahars furent également analysés et mis en regard de la chronologie des écoulements. Trois ans après l’éruption du Merapi en 2010, les lahars se sont raréfiés. Cependant, les dépôts de cendres juvéniles issues d’une autre éruption d’un volcan voisin (Kelud à Java Est) eurent comme résultat une augmentation significative du nombre de lahars à partir de février 2014. Le déclenchement des lahars fut également favorisé par des glissements de terrain connectés aux thalwegs, comme celui produit dans la nuit du 6 au 7 décembre 2012, que nous avons étudié en détail. La dynamique des deux lahars observés et filmés les 28 février et 18 mars 2014 fut divisée en 4 phases : (1) écoulement hyperconcentré, (2) pic de coulée de débris, (3) corps du lahar, (4) queue du lahar. L’analyse vidéo et l’observation in-situ sur les lahars en mouvement a permis de créer des hydrogrammes détaillés indiquant la profondeur, la vitesse, le débit et le nombre des blocs métriques flottés. La dynamique des lahars sur les différentes topographies du chenal a provoqué une fréquence sismique très différente. La formation des dépôts de lahars fut corrélée à la dynamique des écoulements et nécessita une observation in-situ pour la validation d’interprétation. / The erosion of volcanic edifices is a series of geomorphological processes that occurs during, before or without eruption. This process also involves the term "lahar" which is characterized by dense mixtures of volcanic materials and water, rapidly flowing from a volcano with important spatio-temporal rheological changes. The erosion of volcanic edifices is still poorly understood, particularly because data collection in the field is difficult. However, lahars have caused at least 44,250 deaths from 1600 to 2010 of which 52%due to a single event in 1985 (Nevado del Ruiz, Colombia).This study proposes a multi-scalar approach to better understand the nature of the erosion of volcanic edifices, especially on lahar initiation process and dynamics. The eruption of the Merapi volcano(Indonesia) in 2010 was an opportunity to produce new data. The first part of this thesis focused on the lahar initiation process, was based on field data and laboratory experiments. The field work was intended to compare a volcanically disturbed watershed by the eruption of 2010 and an undisturbed watershed, by conducting in-situ observations and field instrumentation. In the laboratory, an experimental approach was performed using 8 different scenarios on a flume. The second part of the thesis related to the dynamics of two lahars in motion was conducted using coupling between video footage and seismic signal. Lahar deposits were also analyzed based on the chronology of the flows. Three years after the eruption of Merapi in 2010, the frequency of lahar occurrence decreased. However, juvenile ash fall deposits (volcanic ash) from another eruption of a nearby volcano (Kelud in East Java) in February 2014 resulted a significant increase of lahars occurrence. Lahars triggering process was also favored by a landslides occurring in the night of 6 to 7 December 2012, of which the deposit was connected to the thalweg. The dynamics of the two lahars were observed and filmed on 28 February and18 March 2014. Those lahars were divided into four phases: (1) hyperconcentrated flow, (2) the peak of debris flow, (3) lahar body, and (4) lahar tail. Video analysis and in-situ observation on active lahars allowed us to create detailed hydrographs indicating flow depth, velocity, discharge and the number of floated boulders. Lahar dynamics on different topography of the channel caused a very different seismic frequency. The formation of lahar deposits was correlated with the flow dynamics and required an in-situ observation for the validation of the interpretation. / Erosi kerucut vulkanik merupakan hasil dari serangkaian proses geomorfologi yang terjadi baik selama,sebelum atau tanpa erupsi. Proses ini juga melibatkan "lahar" yang didefinisikan sebagai aliran cepat daridaerah puncak gunung menuju hilir dengan membawa material vulkanik yang bercampur dengan airdimana dinamika alirannya terus berubah secara spasial dan temporal. Erosi struktur vulkanik masihsedikit ditelaah, terutama karena sulitnya pengumpulan data di lapangan. Padahal, lahar telahmenyebabkan setidaknya 44.250 kematian dari tahun 1600 sampai 2010, dimana 52% -nya terkait denganbencana pada tahun 1985 di gunung Nevado del Ruiz (Kolombia).Penelitian ini mengusulkan pendekatan multi-skalar untuk lebih memahami karakteristik erosi kerucutvulkanik terutama yang terkait dengan pemicu dan dinamika aliran lahar. Letusan Gunung Merapi(Indonesia) pada tahun 2010 memberikan kesempatan untuk menghasilkan data lapangan baru. Bagianpertama dari disertasi ini, mengenai pemicu lahar, dilakukan berdasarkan data lapangan dan experimenlaboratorium. Kegiatan lapangan dimaksudkan untuk membandingkan DAS yang terdampak oleh letusan2010 dan DAS alami, melalui pengamatan in-situ dan instrumentasi lapangan. Di laboratorium,pendekatan eksperimental dilakukan dengan menggunakan 8 skenario yang berbeda pada flume. Bagiankedua dari disertasi ini berkaitan dengan dinamika aliran lahar aktif yang dipelajari dari perpaduanrekaman video dan sinyal seismik. Proses sedimentasi juga dianalisis dengan dipertimbangkan kronologialiran lahar.Tiga tahun setelah letusan Merapi pada tahun 2010, frekuensi kejadian lahar berkurang. Namun,sedimentasi abu vulkanik yang berasal dari gunung api lain (Kelud di Jawa Timur) telah mengakibatkanpeningkatan jumlah lahar yang signifikan sejak Februari 2014. Pembentukan lahar juga dipicu oleh tanahlongsor yang terjadi pada pada malam 6 menuju 7 Desember 2012 dimana materialnya terhubunglangsung ke thalweg. Dinamika dua aliran lahar diamati dan difilmkan pada tanggal 28 Februari dan 18Maret 2014. Lahar tersebut dibagi menjadi empat fase: (1) aliran hyperconcentrated, (2) puncak alirandebris, (3) tubuh lahar, (4) ekor lahar. Analisis video dan pengamatan in-situ pada lahar aktif sangatmembantu pembuatan hidrograf secara rinci terkait dengan kedalaman aliran, kecepatan, debit dan jumlahbatu yang terapung. Dinamika lahar pada topografi sungai yang berbeda menimbulkan frekuensi seismikyang sangat berbeda. Proses sedimentasi lahar sangat berkaitan dengan dinamika aliran lahar dandiperlukan pengamatan in-situ untuk memvalidasi interpretasi yang dibuat. / La erosión de los edificios volcánicos es el resultado de una serie de procesos geomorfológicos que ocurre durante, antes o sin erupción. Este proceso también involucra el término "lahar", un flujo rápido de la cumbre de volcán hacia el rio que contiene una mezcla de materiales volcánicos y agua con cambio espacial y temporal. La erosión de los edificios volcánicos aún es poco estudiado debido a las dificultades para la obtención de los datos en el campo y además es peligroso. Mientras, los lahares han causado 44 250 muertos desde 1600 a 2010, en el cual de 52% ha sido causado por un evento único en 1985 (Nevado del Ruiz, Colombia). Esta investigación propone un acercamiento multiescalar para entender mejor las características de erosión de los edificios volcánicos, en particular el proceso de descenso y la dinámica de lahares. La erupción del volcán Merapi (Indonesia) en 2010 fue una oportunidad para generar nuevos datos. La primera parte de esta tesis enfocada al proceso de iniciación de descenso de lahares, que fue basada en la obtención de los datos de campo y experimentos en el laboratorio. El trabajo de campo fue realizado con el objetivo de comparar una cuenca hidrográfica afectada por la erupción de 2010 y una otra cuenca natural, a través de la observación in-situ y la instrumentación geofísica en el campo. En el laboratorio, el trabajo fue realizado con 8 escenarios diferentes usando un canal artificial. La segunda parte de esta tesis fue relacionada a la dinámica de movimiento de lahares que se realizó a través del acoplamiento de vídeos y señales sísmicas. Se analizó también el proceso de sedimentación basado en la cronología de los flujos de lahares. Tres años después de la erupción del Merapi en 2010, la frecuencia de ocurrencia de lahares se disminuye. Sin embargo, la sedimentación de ceniza volcánica de otra erupción de un volcán cercano (Kelud en Java Oriental) causó un aumento significativo de la ocurrencia de lahares desde febrero de 2014. La formación de lahares también se provocó por deslizamiento de tierra que se ocurrió en la noche de 6 a 7 de diciembre de 2012, en la que los materiales se juntaron directamente a la vaguada. La dinámica de dos flujos de lahares fue observada y grabada en video el 28 de febrero y 18 de marzo 2014. Estos dos lahares se dividieron en cuatro fases: (1) flujo hiperconcentrado, (2) el pico de flujo de escombros, (3) cuerpo de lahar, (4) cola de lahar. El análisis de video y la observación in-situ de lahares activos nos han ayudado a crear los hidrogramas en detalle que muestran la profundidad del flujo, la velocidad, la descarga y el número de rocas flotadas. La dinámica de lahares en diferentes topografías del canal causó una frecuencia sísmica muy diferente. El proceso de sedimentación de lahares se correlacionó con la dinámica de flujo y se requiere una observación in-situ para validar la interpretación.

O principal objetivo deste trabalho foi estudar a aplicabilidade da tecnologia do piezocone na investigação geoambiental de solos tropicais a partir da realização de ensaios nas áreas onde se encontram o aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru e o antigo lixão de Ribeirão Preto, ambos no Estado de São Paulo. Dentro deste contexto, outros ensaios de campo e de laboratório foram analisados para um melhor entendimento do caminhamento da pluma de contaminação e dos próprios resultados dos ensaios com piezocone realizados nestas áreas de disposição de resíduos. A tecnologia do piezocone apresentou limitações quando empregada na área do antigo lixão de Ribeirão Preto, uma vez que o impenetrável do cone foi atingido antes do nível d’água, impossibilitando assim a identificação da posição deste, a estimativa da permeabilidade do solo e a coleta de amostras de água. Os ensaios de eletrorresistividade de superfície permitiram a detecção do formato e do sentido do caminhamento da pluma de contaminação e foram fundamentais para a orientação dos locais onde foram realizados os ensaios de piezocone e amostragem de solo e água nas duas áreas estudadas. Os resultados dos ensaios com o piezocone de resistividade (RCPTU) realizados no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru mostraram que os valores de resistividade são fortemente afetados pelo grau de saturação, gênese, textura e tipo de argilo-mineral presente na fração fina do solo. Constatou-se que o ensaio RCPTU possibilitou identificar zonas com presença de poluentes, as quais foram confirmadas a partir da análise conjunta dos resultados dos ensaios de geofísica de superfície e das amostras de solo e água coletadas com os amostradores do sistema direct-push e dos poços de monitoramento. Este trabalho apresenta ainda resultados preliminares de ensaios de laboratório, que foram úteis para avaliar a capacidade de retenção do solo que ocorre no entorno do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru para os metais Ni, Zn, Cd e Pb. Os resultados dos ensaios de adsorção em lote e de coluna indicam que a poluição no entorno deste aterro pode estar ocorrendo de forma lenta, destacando-se a importância da continuidade do monitoramento do aqüífero local. / The major purpose of this dissertation is to study the applicability of the piezocone technology for geoenvironmental site investigation of tropical soils. Two waste disposal sites were investigated: a deactivated dumpsite in Ribeirão Preto and a sanitary landfill in Bauru, in São Paulo State, Brazil. Other in situ and laboratory tests were carried out in these two areas for a better understanding of the leacheate plume and of the results gathered with piezocone tests. The piezocone technology presented limitations to investigate Ribeirão Preto site, since groundwater level is deeper than the impenetrable to the cone. For reason, it was impossible to estimate permeability and no water samples using the direct-push technology were obtained. Geophysical tests carried out at the two studied sites allowed to detect and delineate the shape of leachate plume. They were fundamental to guide and locate the piezocone tests, soil and water sampling and monitoring wells. The resistivity piezocone tests (RCPTU) carried out in Bauru site showed that the resistivity values are very affected by degree of saturation, genesis, fabric and clay mineral type. Geophysical tests results, soil and water samples collected by direct-push technology and by monitoring wells supported the interpretation of RCPTU tests. These tests were able to identify polluted zones. Preliminary laboratory tests were carried out to access retention of Ni, Zn, Cd and Pb by the soil from Bauru site. The results of leaching and batch equilibrium tests indicated that pollution around this site is taking place slowly, emphasizing the importance to continue monitoring groundwater.