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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.14.2019.tde-31052018-092934
Documento
Autor
Nome completo
Filipe Terra Nova dos Santos
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2015
Orientador
Banca examinadora
Trindade, Ricardo Ivan Ferreira da (Presidente)
Korte, Monika Christine
Pinheiro, Katia Jasbinschek dos Reis
Título em inglês
Reversed flux patches on the archeomagnetic field
Palavras-chave em inglês
archeomagnetism
CMB flux patches
magnetic diffusion
Resumo em inglês
Archeomagnetic field models may provide important insights to the geodynamo. Here we investigate the existence and mobility of reversed flux patches (RFPs) in an archeomagnetic field model. We introduce topological algorithms to define, identify, and track RFPs. In addition, we explore the relations between RFPs and dipole changes and apply robustness tests to the RFPs. In contrast to previous definitions, patches that reside on the geographic equator are adequately identified based on our RFPs definition. Most RFPs exhibit a westward drift and migrate toward higher latitudes. Undulations of the magnetic equator and RFPs oppose the axial dipole moment (ADM). Filtered models show a tracking behavior similar to the nonfiltered model, and surprisingly new RFPs occasionally emerge. The advection and diffusion of RFPs have worked in unison to yield the decrease of the ADM at recent times. The absence of RFPs in the period 550-1440 A.D. is related to a low in intermediate degrees of the geomagnetic power spectrum. We thus hypothesize that the RFPs are strongly dependent on intermediate spherical harmonic degrees 4 and above. Filtered models and comparison with the GUFM1 model suggest that RFPs are robust features of the geomagentic field for the last millennia.
Título em português
Lóbulos de fluxo reverso no campo arqueomagnético
Palavras-chave em português
campo arqueomagnético
geomagnetismo
Lóbulos de fluxo
Resumo em português
Modelos do campo arqueomagnético podem fornecer importantes informações sobre o geodínamo. Nesta dissertação, estudou-se a existência e a mobilidade de lóbulos de fluxo reverso (RFPs, em inglês) no campo arqueomagnético. Testes de robustez foram aplicados para diferentes modeles. Além disso, foram exploradas as relações entre RFPs e as variações do momento do dipolo axial (ADM, em inglês). Para tanto, foram desenvolvidos algoritmos topológicos para definir, identificar e mapear os RFPs em modelos do campo arqueomagnético (modelo CALS3k.4b e modelo GUFM1). O equador magnético foi usado para definir a polaridade ao invés do equador geográfico. Uma vez que cada ponto da grade de 1 grau x 1 grau de latitude/longitude é associado com um hemisfério magnético e uma polaridade (normal ou reversa), o passo seguinte é identificar os picos de lóbulos de fluxo reverso. No passo final de identificação um critério de intensidade é imposto para evitar lóbulos que possuem intensidade muito baixa. Para mapear lóbulos de fluxo reverso no tempo, foi codificado um algoritmo que calcula a distancia de cada lobulo para todos os lóbulos do próximo intervalo de tempo. Diferentemente das definições anteriores, lóbulos que residem no equador geográfico são adequadamente identificados com a nova definição de RFPs. A maioria dos RFPs exibe deriva para Oeste e mais de 75% deles migram em direção a altas latitudes. Ondulações do equador magnético e RFPs resultam de campo com momento oposto ao ADM. Modelos filtrados apresentam resultados de mapeamento semelhantes aos de modelos não-filtrados, e em alguns casos, surgem nos modelos filtrados novos RFPs. Resultados dos modelos CALS3k.4b e GUFM1 para o período de 1840 AD até 1990 AD mostram concordância para o mapeamento de lóbulos de fluxo reverso com maiores similaridades para os filtros mais fortes. Os resultados desta dissertação são compatíveis com a ideia que a advecção e a difusão de RFPs tem operado em conjunto causando o decréscimo do ADM nos últimos séculos. A ausência de RFPs no período de 550-1440 AD sendo relacionada a baixos valores nos graus intermediários do espectro de potencia. Dessa forma, sugere-se que os RFPs são fortemente dependentes dos harmônicos esféricos de graus 4 e acima. Modelos filtrados e comparações com o modelo GUFM1 sugerem que lóbulos de fluxo reverso são feições robustas do campo magnético terrestre nos últimos milênios.
 
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Data de Publicação
2019-01-22
 
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