Análise do efeito das heterogeneidades do manto sobre o tempo de percurso da onda SS e suas precursoras: implicações para a determinação global da topografia da zona de transição. - Contiero, Klaus (2023)
A zona de transição do manto, localizada entre as profundidades de 410 km e 660 km, é caracterizada por mudanças de fase do mineral olivina, o mais abundante no manto, e desempenha um papel chave no mecanismo de convecção, se em camadas ou envolvendo todo o manto. Assim, o entendimento sobre a estrutura da zona de transição pode trazer importantes informações sobre o estilo de convecção predominante no manto da Terra, um problema ainda aberto em geodinâmica. As ondas SS e suas precursoras, S410S e S660S, são amplamente utilizadas para determinar variações na topografia das descontinuidades de 410 km e 660 km. Este trabalho foca em analisar como o efeito de heterogeneidades de grande escala da onda S no manto afeta o tempo de percurso das SS e suas precursoras. Para tal propósito, utilizamos um grande conjunto de sismogramas sintéticos obtidos pelo método do elemento espectral com o modelo PREM e com 4 recentes modelos de tomografia sísmica para 50 eventos distribuídos uniformemente através do globo e registrados por 16200 estações sísmicas virtuais. De forma complementar, simulamos a influência de estruturas de velocidade anômala no manto com pequena extensão lateral e extensas em profundidade. A partir de sismogramas empilhados, estimamos tempos de percurso com correções e sem correções da estrutura de velocidade na crosta e no manto. Com isso, mapeamos variações globais de tempo de percurso da SS-S410S e SS-S660S e analisamos como simplificações teóricas afetam a estimativa da espessura da zona de transição. Nossos resultados mostram que correções de velocidade são importantes para se obter mapas confiáveis da topografia das descontuidades do manto. No entanto, correções realizadas com a teoria do raio não são suficientes para remover o efeito da influência de velocidade sobre a SS, levando a mapas imprecisos. Sugere-se, assim, que as correções de velocidade sejam realizadas com métodos que levem em consideração efeitos de frequência finita no cálculo do tempo de propagação das ondas SS. Isso fica evidente quando analisamos os efeitos de estruturas de curto comprimento de onda sobre a SS e suas precursoras com tempos de propagação estimados por correlação cruzada e pela teoria do raio. Efeitos de wavefront healing, por exemplo, inviabilizam o uso da teoria do raio na modelagem de ondas de longo período, como a SS.