Tomografia de velocidade de grupo de ondas Rayleigh na América do Sul

Abstract

Baseado em novos dados de redes permanentes e temporárias, nós apresentamos novas imagens tomográficas da América do Sul, construídas a partir da inversão de velocidade de grupo do modo fundamental de ondas Rayleigh. Uma combinação iterativa do Fast Marching Method para resolver o problema direto com um método de subespaço para resolver o problema inverso leva em consideração a não-linearidade do problema tomográfico e foi usada para construir mapas de velocidade de grupo dentro do intervalo de períodos de 10 a 150 s. Um máximo de ∼ 17000 medidas foram obtidas em 30 s de período e dados de 282 estações foram empregados. A resolução lateral do nosso modelo foi avaliada por meio de testes sintéticos de tabuleiro, onde o tamanho das anomalias foi variado de 2◦ x 2◦ a 4◦ x 4◦ em cada teste. Esses testes mostraram que as anomalias de velocidade sintéticas foram em geral bem recuperadas, apesar de existir alguma perda de amplitude e efeitos de alongamento de anomalias em algumas partes do modelo, provavelmente causadas pela inclusão de termos de regularização durante a inversão e pela ausência de estações em algumas áreas, respectivamente. Nos nossos resultados, há uma grande correlação entre os mapas de período curto e a geologia de superfície, onde regiões de embasamento exposto estão relacionadas a altas velocidades e bacias sedimentares apresentam baixas velocidades. Períodos longos amostram profundidades litosféricas e revelaram que áreas cratônicas antigas e estáveis da América do Sul, como os Crátons Amazônico e São Francisco, se correlacionam bem com altas velocidades. Nós também propusemos limites para o Bloco Paleocontinental São Francisco e para o Bloco Paranapanema com base nos nossos mapas de 100 e 150 s de período, que são consistentes com anomalias gravimétricas e com os limites recentemente propostos por Rocha et al., baseados em tomografia de ondas de corpo. Várias anomalias de baixa velocidade são consistentes com regiões de concentração de sismicidade intraplaca na Plataforma Sul-Americana, incluindo a Zona Sísmica Goiás-Tocantins, a Bacia do Pantanal e a Província Borborema, o que sugere que o afinamento litosférico pode ser uma causa importante da sismicidade intraplaca.