Este trabalho apresenta um procedimento de inversão magnética de três etapas no qual quantidades invariantes em relação à fonte magnética são sequencialmente invertidas para recuperar i) a geometria da fonte no substrato, ii) sua intensidade de magnetização e iii) a inclinação da magnetização da fonte. A primeira quantidade invertida (chamada função geométrica) é obtida pela razão entre a intensidade do gradiente da anomalia magnética e a intensidade do campo magnético anômalo. Para fontes homogêneas, a função geométrica depende apenas da geometria da fonte, o que permite a reconstrução da forma do corpo usando valores arbitrários para a magnetização. Na segunda etapa, a forma da fonte é fixa e a intensidade de magnetização é estimada ajustando o módulo do gradiente da anomalia magnética, uma quantidade invariante com a direção da magnetização e equivalente à amplitude do sinal analítico. Na última etapa, a forma da fonte e a intensidade da magnetização são fixas e a inclinação da magnetização é determinada ajustando a anomalia magnética. Além de recuperar a forma e a magnetização de fontes homogêneas, esta técnica permite, em alguns casos, verificar se as fontes magnéticas são homogêneas. Isto é possível pois a função geométrica de fontes heterogêneas pode ser ajustada por um modelo homogêneo, mas o modelo assim obtido não permite o ajuste da amplitude do sinal analítico nem da anomalia magnética. Esse é um critério que parece efetivo no reconhecimento de fontes fortemente heterogêneas. O método de inversão por etapas é testado em experimentos numéricos de computador e utilizado para interpretar uma anomalia magnética gerada por rochas básicas intrusivas da Bacia do Paraná. / This work presents a three step magnetic inversion procedure in which invariant quantities related to source parameters are sequentially inverted to provide i) cross-section of two-dimensional sources; ii)intensity of source magnetization, and iii) inclination of source magnetization. The first inverted quantity (called geometrical function) is obtained by rationing intensity gradient of total field anomaly and intensity of vector anomalous field. For homogenous sources, geometrical function depends only on source geometry thus allowing shape reconstruction by using arbitrary values for source magnetization. In the second step, source shape is fixed and magnetization intensity is estimated by fitting intensity gradient of total field anomaly, an invariant quantity with magnetization direction and equivalent to amplitude of the analytical signal. In the last step, source shape and magnetization intensity are fixed and magnetization inclination is determined by fitting magnetic anomaly. Besides furnishing shape and magnetization of homogeneous two-dimensional sources, this technique allows to check in some cases if causative sources are homogeneous. It is possible because geometrical function from inhomogeneous sources can be fitted by a homogeneous model but a model thus obtained does not fit the amplitude of analytical signal nor magnetic anomaly itself. This is a criterion that seems efective in recognizing strongly inhomogeneous sources. The proposed technique is tested with numerical experiments, and used to model a magnetic anomaly from intrusive basic rocks of Paraná Basin, Brazil.

Este trabalho apresenta um procedimento de inversão magnética de três etapas no qual quantidades invariantes em relação à fonte magnética são sequencialmente invertidas para recuperar i) a geometria da fonte no substrato, ii) sua intensidade de magnetização e iii) a inclinação da magnetização da fonte. A primeira quantidade invertida (chamada função geométrica) é obtida pela razão entre a intensidade do gradiente da anomalia magnética e a intensidade do campo magnético anômalo. Para fontes homogêneas, a função geométrica depende apenas da geometria da fonte, o que permite a reconstrução da forma do corpo usando valores arbitrários para a magnetização. Na segunda etapa, a forma da fonte é fixa e a intensidade de magnetização é estimada ajustando o módulo do gradiente da anomalia magnética, uma quantidade invariante com a direção da magnetização e equivalente à amplitude do sinal analítico. Na última etapa, a forma da fonte e a intensidade da magnetização são fixas e a inclinação da magnetização é determinada ajustando a anomalia magnética. Além de recuperar a forma e a magnetização de fontes homogêneas, esta técnica permite, em alguns casos, verificar se as fontes magnéticas são homogêneas. Isto é possível pois a função geométrica de fontes heterogêneas pode ser ajustada por um modelo homogêneo, mas o modelo assim obtido não permite o ajuste da amplitude do sinal analítico nem da anomalia magnética. Esse é um critério que parece efetivo no reconhecimento de fontes fortemente heterogêneas. O método de inversão por etapas é testado em experimentos numéricos de computador e utilizado para interpretar uma anomalia magnética gerada por rochas básicas intrusivas da Bacia do Paraná. / This work presents a three step magnetic inversion procedure in which invariant quantities related to source parameters are sequentially inverted to provide i) cross-section of two-dimensional sources; ii)intensity of source magnetization, and iii) inclination of source magnetization. The first inverted quantity (called geometrical function) is obtained by rationing intensity gradient of total field anomaly and intensity of vector anomalous field. For homogenous sources, geometrical function depends only on source geometry thus allowing shape reconstruction by using arbitrary values for source magnetization. In the second step, source shape is fixed and magnetization intensity is estimated by fitting intensity gradient of total field anomaly, an invariant quantity with magnetization direction and equivalent to amplitude of the analytical signal. In the last step, source shape and magnetization intensity are fixed and magnetization inclination is determined by fitting magnetic anomaly. Besides furnishing shape and magnetization of homogeneous two-dimensional sources, this technique allows to check in some cases if causative sources are homogeneous. It is possible because geometrical function from inhomogeneous sources can be fitted by a homogeneous model but a model thus obtained does not fit the amplitude of analytical signal nor magnetic anomaly itself. This is a criterion that seems efective in recognizing strongly inhomogeneous sources. The proposed technique is tested with numerical experiments, and used to model a magnetic anomaly from intrusive basic rocks of Paraná Basin, Brazil.

Este trabalho tem por objetivo descrever a Anomalia Magnética do Atlântico Sul (SAMA) utilizando os modelos para o período histórico (1600–1890) e também os modelos para o último século (DGRF e IGRF). Como a SAMA apresenta características de baixa intensidade do campo total e coincide com a região de intenso fluxo de partículas cósmicas, muitos problemas com objetos que orbitam a Terra (por exemplo, satélites) são detectados nessa região. São descritos os efeitos provocados pela SAMA em fenômenos espaciais. Através da análise dos modelos na forma de mapas, foram extraídos os dados de mínima intensidade para o centro da SAMA e a posição destes pontos, possibilitando conhecer a trajetória e as taxas de deriva. Os modelos foram testados na interface manto-núcleo através da componente vertical, para encontrar correlação com anomalias em superfície. Os resultados mostraram deriva para Oeste constante e variações em latitude. Foi observado que as intensidades acompanham a diminuição de todo o campo, embora a SAMA apresente caráter predominantemente não-dipolar, evidenciada pela razão entre o campo não-dipolar e o campo total no Atlântico Sul. A comparação de intensidades da SAMA com as medidas de intensidade realizadas pelos observatórios mostrou que a influência da SAMA aparece na forma de sobreposição ou amplificação de fenômenos com menor comprimento de onda, como os impulsos de variação secular (jerks geomagnéticos). A continuação para baixo dos modelos se mostrou satisfatória quando comparada com o método de inversão estocástica. A comparação da SAMA com outras anomalias em superfície mostrou independência na trajetória, porém, quando comparadas com os lóbulos principais na interface manto-núcleo, indicam que estas anomalias possam estar interligadas. Os lóbulos do núcleo foram interpretados com base nos mecanismos de geração, sugerindo que a SAMA possa ser originada através de movimentos combinados entre duas colunas de convecção e regiões de fluxo reverso no núcleo externo. / The object of this dissertation is to describe the South Atlantic Magnetic Anomaly (SAMA) using geomagnetic models for the historical period from 1600 to 1890 and also the IGRF and DGRF models for the past century. Since the SAMA presents low intensities of the total geomagnetic field that correspond to a region of intense cosmic ray particle flux, many problems with objects that orbit along this region (eg. Satelites) have been detected. The SAMA effects on space vehicles are described. The field models led to the definition of the SAMA center as the locus of minimum total field intensity and how the anomaly drifted and varied in intensity for the past four centuries. The vertical component at the Core Mantle Boundary (CMB) was used to find correlations with anomalies at the surface the Earth surface. Results have shown a rather constant westward drift and also latitude variations. It was observed that intensities follow the general decrease of the total field although the SAMA displays a predominantly non-dipolar character that is evident in the non-dipolar/total field ratios for the South Atlantic. The comparison of geomagnetic measurements by nearby Southamerican Observatories show that the SAMA influence appears as a superposition or amplification of lower wavelength phenomena such as the secular variation impulses (jerks). A downward continuation of the models was found satisfactory when compared to the stochastic inversion method. The comparison of the SAMA with other surface anomalies showed a rather independent behavior however, a comparison with the main radial component lobes at the CMB showed that all these anomalies may be interconnected. The nucleus lobes have been interpreted under the light of field generation processes, suggesting that the SAMA may originate from the combined motion of two convection columns and reverse flux regions in the outer core.

Este trabalho tem por objetivo descrever a Anomalia Magnética do Atlântico Sul (SAMA) utilizando os modelos para o período histórico (1600–1890) e também os modelos para o último século (DGRF e IGRF). Como a SAMA apresenta características de baixa intensidade do campo total e coincide com a região de intenso fluxo de partículas cósmicas, muitos problemas com objetos que orbitam a Terra (por exemplo, satélites) são detectados nessa região. São descritos os efeitos provocados pela SAMA em fenômenos espaciais. Através da análise dos modelos na forma de mapas, foram extraídos os dados de mínima intensidade para o centro da SAMA e a posição destes pontos, possibilitando conhecer a trajetória e as taxas de deriva. Os modelos foram testados na interface manto-núcleo através da componente vertical, para encontrar correlação com anomalias em superfície. Os resultados mostraram deriva para Oeste constante e variações em latitude. Foi observado que as intensidades acompanham a diminuição de todo o campo, embora a SAMA apresente caráter predominantemente não-dipolar, evidenciada pela razão entre o campo não-dipolar e o campo total no Atlântico Sul. A comparação de intensidades da SAMA com as medidas de intensidade realizadas pelos observatórios mostrou que a influência da SAMA aparece na forma de sobreposição ou amplificação de fenômenos com menor comprimento de onda, como os impulsos de variação secular (jerks geomagnéticos). A continuação para baixo dos modelos se mostrou satisfatória quando comparada com o método de inversão estocástica. A comparação da SAMA com outras anomalias em superfície mostrou independência na trajetória, porém, quando comparadas com os lóbulos principais na interface manto-núcleo, indicam que estas anomalias possam estar interligadas. Os lóbulos do núcleo foram interpretados com base nos mecanismos de geração, sugerindo que a SAMA possa ser originada através de movimentos combinados entre duas colunas de convecção e regiões de fluxo reverso no núcleo externo. / The object of this dissertation is to describe the South Atlantic Magnetic Anomaly (SAMA) using geomagnetic models for the historical period from 1600 to 1890 and also the IGRF and DGRF models for the past century. Since the SAMA presents low intensities of the total geomagnetic field that correspond to a region of intense cosmic ray particle flux, many problems with objects that orbit along this region (eg. Satelites) have been detected. The SAMA effects on space vehicles are described. The field models led to the definition of the SAMA center as the locus of minimum total field intensity and how the anomaly drifted and varied in intensity for the past four centuries. The vertical component at the Core Mantle Boundary (CMB) was used to find correlations with anomalies at the surface the Earth surface. Results have shown a rather constant westward drift and also latitude variations. It was observed that intensities follow the general decrease of the total field although the SAMA displays a predominantly non-dipolar character that is evident in the non-dipolar/total field ratios for the South Atlantic. The comparison of geomagnetic measurements by nearby Southamerican Observatories show that the SAMA influence appears as a superposition or amplification of lower wavelength phenomena such as the secular variation impulses (jerks). A downward continuation of the models was found satisfactory when compared to the stochastic inversion method. The comparison of the SAMA with other surface anomalies showed a rather independent behavior however, a comparison with the main radial component lobes at the CMB showed that all these anomalies may be interconnected. The nucleus lobes have been interpreted under the light of field generation processes, suggesting that the SAMA may originate from the combined motion of two convection columns and reverse flux regions in the outer core.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-09-18T16:14:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InterpretacaoAnomaliasMagneticas.pdf: 12078221 bytes, checksum: 0c9e4f82fca23c01f5cfe58a80eb5e34 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-18T17:06:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InterpretacaoAnomaliasMagneticas.pdf: 12078221 bytes, checksum: 0c9e4f82fca23c01f5cfe58a80eb5e34 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-18T17:06:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InterpretacaoAnomaliasMagneticas.pdf: 12078221 bytes, checksum: 0c9e4f82fca23c01f5cfe58a80eb5e34 (MD5) Previous issue date: 1976 / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo do trabalho consiste em desenvolver uma metodologia para determinar os parâmetros de um corpo causador de uma anomalia magnética. Essa metodologia baseia-se na utilização de expressões analíticas, deduzidas para as integrais finitas dos momentos da anomalia de intensidade total e das componentes Hx, Hy e Hz ao longo dos três eixos de um sistema de coordenadas cartesianas. Por meio do ajuste entre essas expressões analíticas e as integrais numéricas finitas dos momentos das componentes magnéticas obtidas a partir de um levantamento geofísico, pode-se computar, através de um processo iterativo, os parâmetros de magnetização, posição, profundidade e dimensões de um corpo anômalo. No caso em que são conhecidas as medidas de somente uma componente magnética, ainda é possível aplicar o método pois as demais componentes podem ser obtidas por um esquema de filtragem matemática. A metodologia foi testada com sucesso para modelos dipolo pontual e linha de dipolos os quais são muito utilizados em Geofísica para interpretar anomalias magnéticas produzidas por corpos geológicos que possuem uma ou duas dimensões horizontais muito menores do que a profundidade. / The objective of this work is to develop a methodology to determine the parameters of a body causing a magnetic anomaly. This methodology is based on the use of analytic expressions, derived for the finite integrals of the moments of the anomaly of total intensity and of the Hx, Hy and Hz components, according to the cartesian coordinate system. By fitting these analytic expressions and the numerical integrals of the moments of the magnetic components obtained from a geophysical survey, the parameters of magnetization, position, depth and dimensions of the anomalous body can be obtained through an iterative process. When only one magnetic component is known, the method is still applicable, since the other components may be obtained by means of a mathematical filtering scheme. This methodology was succesfully tested for point dipole and line of dipoles models, which are widely used in Geophysics to interpret magnetic anomalies caused by geologic bodies which have one or two horizontal dimensions much less than the depth.