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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.14.2019.tde-14112019-165330
Documento
Autor
Nome completo
Lúcio Quadros de Souza
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Assumpcao, Marcelo Sousa de (Presidente)
Barros, Lucas Vieira
Madden, Elizabeth Hale
Título em português
Atenuação de intensidades em terremotos intraplaca no Brasil com reavaliação de sismicidade histórica e implementação da ferramenta Macroseismic Intensity Data Online Publisher (MIDOP)
Palavras-chave em português
atenuação
intensidade
macrossísmico
midop
sismicidade histórica
Resumo em português
Este trabalho é dividido em dois projetos: estudo da atenuação de intensidades em regiões intraplaca brasileiras com reavaliação de sismicidade histórica; e a implementação da ferramenta Macroseismic Intensity Data Online Publisher (MIDOP), capaz de disponibilizar dados macrossísmicos de intensidade na internet. [ATENUAÇÃO DE INTENSIDADES] Medidas de intensidade buscam quantificar a descrição qualitativa dos efeitos observados em um terremoto em termos de quão forte foi sentido e da quantidade de danos. Apesar de sua natureza qualitativa, dados de intensidade são essenciais no estudo de tremores de terra históricos e recentes, como em estudos de risco sísmico e em regiões onde faltam dados acelerométricos. A magnitude de terremotos históricos no Brasil tem sido determinada com relações que envolvem a magnitude e área sentida. Equações de atenuação de intensidades (diminuição da intensidade em função da magnitude, profundidade e distância) determinadas em outras regiões do mundo são intrinsicamente dependentes das características tectônicas crustais para onde foram calculadas e não podem ser aplicadas no Brasil sem uma avaliação apropriada. Foi determinada uma equação de atenuação de intensidades usando 20 terremotos no Brasil e regiões intraplaca vizinhas, no intervalo de magnitude 3.5 a 6.2 mb e distâncias hipocentrais de até 720 km. O melhor modelo de atenuação foi I = 0.995 M - 1.505 log R - 0.00116 R + 2.08 (desv. pad. = 0.778) onde M é a magnitude (mb) e R a distância hipocentral (km). As incertezas de magnitudes estimadas usando essa equação são por volta de ±0.72 mb para eventos com 30 ou mais medições de intensidade. Nós testamos a nova equação com dados de intensidade de dois importantes eventos: O terremoto offshore de 1939 no sudeste brasileiro (6 mb) e o terremoto venezuelano de 2018 (6.9 mb). O ajuste foi razoável para os dois terremotos, com um resíduo rms de 1.0 e 1.1 unidades de intensidade, respectivamente. Nós também reavaliamos os tremores de 1861 (Lorena SP) e 1946 (Cananéia SP) no sudeste brasileiro. O novo epicentro do evento de 1861 foi 23.1°S 44.7°O com magnitude de 5.0 mb. O epicentro foi localizando onshore, mas as incertezas estimadas incluem uma grande região offshore. Devido a isto, a localização do evento de 1861 permanece incerta. O novo epicentro do evento de 1946 foi 24.9°S 47.7°O com magnitude de 4.3 mb. A localização do epicentro foi próxima da costa, com uma incerteza englobando semelhantemente as porções onshore e offshore (sem chegar ao talude). A nova localização é muito próxima do epicentro original para este terremoto, reforçando a possibilidade de o evento ter sido localizado offshore. [MIDOP] Quando trabalhamos com dados macrossísmicos de intensidade um dos principais problemas é a falta de uma plataforma que unifique a contribuição e pesquisa desse tipo de informação. É comum que cada pesquisador compile individualmente sua base de dados, possivelmente em diferentes formatos, e que nem sempre está disponível num meio digital. Para superar tais problemas, o Archive of Historical Earthquake Data (AHEAD) coordenado no Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia - Sezione di Milano na Itália desenvolveu a primeira solução dedicada a publicar dados macrossísmicos de intensidade na internet. A equipe do AHEAD criou MIDOP, uma solução que não requer experiência de programação web que permite usuários criarem uma interface simplificada e segura na internet, capaz de transformar tabelas de dados brutos em mapas interativos de intensidade. A interface permite buscar, baixar dados e contribuir informação macrossísmica, que estará disponível a qualquer usuário na internet. Foi implementado MIDOP com um compilado de diversos terremotos históricos brasileiros (maioria eventos do livro Sismicidade do Brasil de Berrocal et al., 1984). MIDOP está disponibilizado no endereço (acessado 31 de julho de 2019): http://moho.iag.usp.br/midop/ A expectativa é de que MIDOP permitirá maior colaboração entre pesquisadores através do uso de formatos de arquivos padronizados e facilitação de acesso a dados macrossísmicos no Brasil.
Título em inglês
Seismic Intensity Attenuation for Intraplate Earthquakes in Brazil with the Re-evaluation of Historical Seismicity and implementation of the tool Macroseismic Intensity Data Online Publisher (MIDOP)
Palavras-chave em inglês
attenuation
historical seismicity
intensity
macroseismic
midop
Resumo em inglês
This thesis is split in two projects: an attenuation of intensities study of intraplate regions in Brazil with re-evaluation of historical seismicity; and an implementation of Macroseismic Intensity Data Online Publisher (MIDOP) tool, capable of publishing macroseismic intensity data on the web. [INTENSITY ATTENUATION] Intensity evaluation attempts to quantify a qualitative description of the effects observed in an earthquake ranked in terms of how strong it was felt and the amount of damage. Despite its qualitative nature, intensity data is essential to study both historical and recent earthquakes, such as in earthquake hazard studies and where dense accelerometric data are missing. The magnitude of historical earthquakes in Brazil have been determined with relations involving magnitude and felt area. Intensity attenuation equations (decay of intensity as a function of magnitude, depth and distance) determined in other regions of the world are intrinsically dependent on the crustal tectonic characteristics and cannot be applied to Brazil without proper evaluation. We determined an intensity attenuation equation using 20 earthquakes in Brazil and neighboring intraplate areas, in the magnitude range 3.5 to 6.2 mb and hypocentral distances up to 720 km. The best attenuation model was I = 0.995 M - 1.505 log R - 0.00116 R + 2.08 (std. dev. = 0.778) where M is the magnitude (mb) and R the hypocentral distance (km). The uncertainties of the estimated magnitudes using this equation are around ±0.72 mb for events with 30 or more intensity points. We tested the new equation with intensity data from two important events: The 1939 offshore earthquake (6 mb) in Southern Brazil and the 2018 Venezuela earthquake (6.9 mb). The fit was reasonable for both earthquakes, with an rms residual of 1.0 and 1.1 intensity units, respectively. We also re-evaluated the 1861 (Lorena SP) and 1946 (Cananéia SP) earthquakes in SE Brazil. The new epicenter of the 1861 earthquake was 23.1°S 44.7°W with a magnitude of 5 mb. The epicenter was located onshore, but the estimated uncertainties include a large offshore region. Given that, the location of the 1861 event remains uncertain. The new epicenter of the 1946 earthquake was 24.9°S 47.7°W with magnitude of 4.3 mb. The epicenter was located close to the coast, with an uncertainty encompassing mostly equally the onshore and offshore (without reaching the continental slope) regions. The new location is close to the original defined epicenter for this earthquake, reinforcing the possibility of the event taking place offshore. [MIDOP] When working with macroseismic intensity data one of the main issues is the lack of a common platform that unifies contributing and searching for this kind of data. It is common that each researcher compiles individually his/her dataset, possibly in different formats, and not always available in a digital medium. To overcome such issues, the Archive of Historical Earthquake Data (AHEAD) coordinated at Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia - Sezione di Milano in Italy developed the first dedicated solution to publish macroseismic intensity data on the internet. The AHEAD team created MIDOP, a coding-free approach that allows users to create a secure and lightweight web interface capable of transforming raw macroseismic data tables in interactable intensity maps. That interface allows for easy search, download and upload of macroseismic information, that is accessible to any user on the internet. The MIDOP was implemented with a compilation of several Brazilian historical earthquakes (mainly historical events from the book Sismicidade do Brasil from Berrocal et al., 1984). MIDOP is already deployed in the address (accessed 31 of July of 2019): http://moho.iag.usp.br/midop/ Is expected that MIDOP will allow for further collaboration between researchers though the use of standard formats and easier access to Brazilian macroseismic data.
 
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Data de Publicação
2019-12-20
 
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