Terremotos profundos na região amazônica (Acre): mecanismos focais e parâmetros de fonte

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Leite Neto, Gilberto da Silva
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Brasil
UFRN
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/59810
Resumo: Deep earthquakes occur at depths greater than 70 km, in the cold core of the subducting lithosphere, where the extreme pressure and temperature conditions should prevent brittle failure. Thus, alternative physical processes are necessary in order to explain the occurrence of these events. At depths exceeding 300 km, earthquakes are attributed to transformational faulting, a mechanism that relies on the presence of a metastable olivine wedge (MOW) in cold slabs. However, these events also occur in warm slabs, such as the Nazca plate, which makes explaining these phenomena even more challenging. This study aims to investigate the generating mechanism in South America by determining focal mechanisms and source parameters for a sequence of 42 deep-focus events in the Amazonian region between Peru and Brazil (2014-2022). To achieve this goal, data from several broadband stations distributed across the continent were utilized, ensuring unprecedented coverage of these events. Initially, focal mechanisms and centroid depths were determined for a total of 28 events (Mw 4.2-7.5) using the Cut-and-Paste method. The mechanisms reveal a predominance of normal faults reflecting a down-dip compression (DDC) regime. Nodal planes, oriented approximately 45º from the axis of maximum compression, indicate the formation of new faults, consistent with transformational faulting. Centroid depths demonstrate a seismic zone confined between 557 and 659 km. These observations suggest that seismicity may result from transformational faulting within a MOW preserved by a colder slab segment attached at depth to a warmer Nazca Plate. Seismic moments, corner frequencies, and radiated energies were determined for 13 events (Mw 4.8-7.4) from P- and S-wave spectra. From these parameters, stress drops (5-90 MPa) and radiation efficiencies (0.1-1.4) were calculated, revealing significant variations. The variability in radiation efficiencies suggests the coexistence of brittle and dissipative ruptures, possibly influenced by the degree of melting in the fault zone and favored by the dehydration of hydrous phases near the source. Thus, this work suggests that deep-focus earthquakes in the region result from the combination of transformational faulting and thermal runaway, the latter involving more or less melting depending on the presence of water near the source.
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This study aims to investigate the generating mechanism in South America by determining focal mechanisms and source parameters for a sequence of 42 deep-focus events in the Amazonian region between Peru and Brazil (2014-2022). To achieve this goal, data from several broadband stations distributed across the continent were utilized, ensuring unprecedented coverage of these events. Initially, focal mechanisms and centroid depths were determined for a total of 28 events (Mw 4.2-7.5) using the Cut-and-Paste method. The mechanisms reveal a predominance of normal faults reflecting a down-dip compression (DDC) regime. Nodal planes, oriented approximately 45º from the axis of maximum compression, indicate the formation of new faults, consistent with transformational faulting. Centroid depths demonstrate a seismic zone confined between 557 and 659 km. These observations suggest that seismicity may result from transformational faulting within a MOW preserved by a colder slab segment attached at depth to a warmer Nazca Plate. Seismic moments, corner frequencies, and radiated energies were determined for 13 events (Mw 4.8-7.4) from P- and S-wave spectra. From these parameters, stress drops (5-90 MPa) and radiation efficiencies (0.1-1.4) were calculated, revealing significant variations. The variability in radiation efficiencies suggests the coexistence of brittle and dissipative ruptures, possibly influenced by the degree of melting in the fault zone and favored by the dehydration of hydrous phases near the source. Thus, this work suggests that deep-focus earthquakes in the region result from the combination of transformational faulting and thermal runaway, the latter involving more or less melting depending on the presence of water near the source.Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESTerremotos profundos ocorrem em profundidades superiores a 70 km, no núcleo frio da litosfera subduzida, onde as condições extremas de pressão e temperatura deveriam impedir o falhamento. Portanto, algum mecanismo ainda não compreendido é necessário para explicar esses eventos. Em profundidades que excedem 300 km, os terremotos são atribuídos ao transformational faulting, um mecanismo que depende da presença de uma cunha de olivina metaestável (MOW), típica de placas suficientemente frias. No entanto, esses eventos também ocorrem em placas quentes, como na América do Sul, o que torna a explicação desses fenômenos ainda mais desafiadora. Este estudo busca investigar o mecanismo gerador na América do Sul determinando mecanismos focais e parâmetros de fonte para uma sequência de 42 eventos de foco profundo na região amazônica entre o Peru e o Brasil (2014-2022). Para isso, foram utilizados dados de várias estações bandalarga distribuídas pelo continente que garantiram uma cobertura inédita desses eventos. Inicialmente, foram determinados mecanismos focais e profundidades de centroide para um total de 28 eventos (Mw 4.2-7.5) utilizando o método Cut-and-Paste. Os mecanismos revelam uma predominância de falhas normais, refletindo um regime de compressão ao longo do mergulho da placa (DDC). Os planos nodais, orientados a aproximadamente 45º do eixo de compressão máxima, indicam a formação de novas falhas, consistente com transformational faulting. As profundidades do centroide mostram uma zona sísmica confinada entre 557 e 659 km. Essas observações sugerem que a sismicidade pode ser resultado de transformational faulting em uma MOW que foi preservada por um segmento mais frio acoplado em profundidade à placa de Nazca. Momentos sísmicos, frequências de esquina e energias irradiadas foram determinados para 13 eventos (Mw 4.8-7.4) por meio dos espectros observados. Com esses parâmetros, foram calculados stress drops (5-90 MPa) e eficiências de irradiação (0.1-1.4) que revelaram variações importantes. A variabilidade nas eficiências sugere a coexistência de rupturas eficientes e dissipativas na região, possivelmente influenciadas pelo grau de derretimento na zona de falha, que pode ser favorecido pela desidratação de regiões hidratadas próximas à fonte. Assim, este trabalho sugere que terremotos de foco profundo na região resultam da combinação entre transformational faulting e thermal runaway, este último envolvendo mais ou menos derretimento dependendo da presença de água próximo à fonte.Universidade Federal do Rio Grande do NorteBrasilUFRNPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICACasas, Jordi Juliàhttps://orcid.org/0000-0001-9925-1587http://lattes.cnpq.br/8005306262785305http://lattes.cnpq.br/0012168139768170Nascimento, Aderson Farias dohttps://orcid.org/0000-0002-3961-5884http://lattes.cnpq.br/8600906973888297Bezerra, Francisco Hilario RegoCarvalho, Juraci Mário deAssumpção, Marcelo Sousa deLeite Neto, Gilberto da Silva2024-08-22T23:35:12Z2024-08-22T23:35:12Z2024-07-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfLEITE NETO, Gilberto da Silva. Terremotos profundos na região amazônica (Acre): mecanismos focais e parâmetros de fonte. Orientador: Dr. Jordi Julià Casas. 2024. 304f. Tese (Doutorado em Geodinâmica e Geofísica) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/59810info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2024-08-22T23:35:44Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/59810Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2024-08-22T23:35:44Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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