Relatório Técnico sobre o Monitoramento Sísmico na região de Mangaratiba. Relatório No. 1. Grupo de Sismologia do Observatório Nacional

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2 Relatório Técnico sobre o Monitoramento Sísmico na região de Mangaratiba Relatório No. 1 Grupo de Sismologia do Observatório Nacional Jorge Luis de Souza Dezembro de 2010

3 2 1 Introdução No dia 10 de maio de 2010, a Defesa Civil do município de Mangaratiba contatou o grupo de Sismologia do Observatório Nacional (ON) para saber se nós tínhamos registrado um suposto evento sísmico ocorrido na região de Conceição de Jacareí. Como a estação sísmica do ON (RDJ Rio De Janeiro) ainda estava inoperante (devido a uma forte descarga elétrica que danificou o sistema de aquisição de dados digitais), não foi possível fornecer qualquer informação sobre o fenômeno naquele instante. Ao contatar o Coordenador da Defesa Civil de Mangaratiba (Sr. Fábio Cardoso), por telefone, o Dr. Jorge Luis de Souza foi informado da série de pequenos supostos eventos sísmicos ocorridos na região de Conceição de Jacareí. Como o grupo de Sismologia do ON não dispõe de equipamentos de campo para montagem de redes sísmicas temporárias, então o Dr. Jorge Luis de Souza procurou o Dr. Darcy do Nascimento Junior, gerente do Pool de Equipamentos Geofísicos do Brasil (PEGBR), para saber da possibilidade de empréstimo de alguns equipamentos para um estudo detalhado naquela região. O empréstimo de vários equipamentos foi rapidamente confirmado pelo Dr. Darcy Junior, de modo que em poucos dias chegamos em Mangaratiba para o início dos trabalhos. No dia que a equipe do ON chegou em Mangaratiba (dia 19/05/2010), a população de Mangaratiba descreveu um novo suposto evento sísmico sentido por muitas pessoas na região da praia do Saco. O Coordenador da Defesa Civil, presente naquela região, nos procurou na pousada onde estávamos hospedados (por volta das 22:30h) para descrever o que tinha sentido. É importante ressaltar que a pousada era próxima da referida praia ( 4km), mas nenhum membro da equipe do ON percebeu qualquer vibração sísmica. Assim, tendo em vista a ausência de fenômenos na área de Conceição de Jacareí (área dos primeiros supostos eventos sísmicos) e a nova ocorrência em Mangaratiba, resolvemos então instalar uma rede sísmica na região de Mangaratiba ( 15km de Conceição de Jacareí). Esta rede sísmica seria capaz de captar possíveis eventos sísmicos, tanto na região de Mangaratiba quanto na região de Conceição de Jacareí, caso os mesmos ocorressem na vizinhança da rede sísmica.

4 3 2 Rede Sísmica Local O Pool de Equipamentos Geofísicos do Brasil (PEGBR) emprestou os seguintes equipamentos para o grupo de Sismologia do ON : Seis sismômetros de período curto L-4-3D fabricados pela Sercel Inc. Seis registradores digitais DAS-130 fabricados pela Refraction Technology. Cinco aparelhos de GPS (GPSMAP 76CSx) fabricados pela Garmin. Os equipamentos descritos acima possibilitaram o desenvolvimento de dois tipos de trabalho, ou seja, um levantamento macrosísmico (aparelhos de GPS) e o estabelecimento de uma rede sísmica local com até seis estações (sismômetros e registradores digitais). A instalação das estações sísmicas implica necessariamente na escolha de locais adequados para o bom funcionamento dos equipamentos, ou seja, afloramentos rochosos, quando possível. Este trabalho foi desenvolvido com a valiosa colaboração da Defesa Civil do município de Mangaratiba. Muitos lugares do município de Mangaratiba foram visitados, mas foi muito difícil achar bons lugares para instalação das estações sísmicas. A geografia do município não é muito favorável, devido à presença de muitas montanhas. O município se encontra entre as montanhas e o mar. A quantidade de afloramentos rochosos é boa, mas o acesso é bastante complicado, impossibilitando a montagem dos equipamentos. Depois de muitas visitas em diferentes partes do município, encontramos quatro locais para montagem dos equipamentos. Os locais escolhidos são os seguintes : Condomínio Clube de Férias (estação MGTB1); Fazenda Santa Justina (estação MGTB2); Praia do Saco (estação MGTB3); Condomínio PIER 51 (estação MGTB4). A localização geográfica das estações sísmicas acima é mostrada na Figura 1. Em cada local foram instalados um sismômetro e um registrador digital, conforme mostrado nas Figuras 2-5. Durante o período de funcionamento dos equipamentos sísmicos, os agentes da Defesa Civil de Mangaratiba ficaram encarregados de visitar, periodicamente, os locais para verificar se tudo funcionava de forma adequada. Além disso, nós também contamos com a ajuda dos proprietários dos locais onde os equipamentos foram instalados.

5 4 As quatro estações sísmicas mostradas na Figura 1 foram instaladas em dois dias, ou seja, as estações MGTB1, MGTB2 e MGTB3 no dia 20/05/2010 e a estação MGTB4 no dia 21/05/2010. Estas estações funcionaram até o dia 21/06/2010, o que corresponde a 33 dias de funcionamento. A cada dez dias, contados a partir do dia 20/05/2010, a equipe do ON retornava nas quatro estações sísmicas para substituição das baterias que alimentavam os equipamentos e coleta dos dados sísmicos digitais gravados em cartões de memória. Exemplos de registros sísmicos obtidos nestas estações sísmicas são apresentados nas Figuras 6, 7 e 8. Os registros consistem em 24 horas de registro contínuo, contados a partir da hora mostrada no canto superior direito do gráfico. Informações sobre data, dia Juliano e tipo de componente (Z vertical; N norte-sul; E leste-oeste) são também mostradas. Os registros mostram claramente a influência do chamado ruído ambiental (neste caso de origem urbana), já que todas as estações sísmicas estavam próximas de estradas principais ou secundárias. As estações MGTB1 e MGTB2 estavam próximas da antiga Rio-Santos e nova Rio-Santos, respectivamente. A seqüência periódica de pulsos nos registros destas estações (Figuras 6, 7 e 8). As estações sísmicas MGTB3 e MGTB4 também apresentam estes tipos de ruído ambiental (Figuras 6, 7 e 8). Figura 1 Mapa da rede sísmica local montada para monitoramento sísmico em Mangaratiba.

6 5 Figura 2 Técnico do Observatório Nacional (Sr. Roberto Pereira) instalando a estação sísmica MGTB1. Figura 3 Detalhe dos equipamentos instalados na estação sísmica MGTB2.

7 6 Figura 4 Equipamentos instalados na estação sísmica MGTB3. Figura 5 Equipamentos instalados na estação sísmica MGTB4.

8 7 3 Levantamento Macrosísmico Devido ao relato dos moradores de Conceição de Jacareí e a inexistência de estações sísmicas próximas ao local dos supostos eventos sísmicos, resolvemos então tentar fazer um levantamento macrosísmico na área. Este trabalho foi feito com a valiosa colaboração da Defesa Civil de Mangaratiba. Cinco equipes, cada uma composta por dois agentes da Defesa Civil, foram formadas para o desenvolvimento do trabalho. Cada equipe portava um GPS e um formulário (elaborado pelo grupo de Sismologia do ON) para entrevista dos moradores da localidade afetada pelo suposto abalo sísmico. Antes de iniciar os trabalhos de campo, os agentes da Defesa Civil de Mangaratiba foram orientados pelo Dr. Jorge Luis de Souza e a mesma ficou responsável pelo levantamento das informações com os moradores e preenchimento (na forma digital) dos formulários de entrevista. Este trabalho foi feito e o grupo de Sismologia recebeu 52 (cinqüenta e dois) formulários devidamente preenchidos com as informações de campo. Desse total, um formulário não continha as coordenadas geográficas e, portanto, não foi possível utilizá-lo no referido levantamento. Todos os formulários recebidos pelo grupo de Sismologia do ON foram cuidadosamente analisados, ou seja, um por um para uma classificação mais precisa possível. De um modo geral, as descrições dos formulários são extremamente resumidas e, em muitos casos, não apresentam informações relevantes para a classificação através da escala Mercalli-Modificada. Isso ocorreu, provavelmente, devido à falta de experiência dos agentes da Defesa Civil neste tipo de atividade, pois foi a primeira vez que tal levantamento foi realizado no município de Mangaratiba. Conforme mostrado no mapa da Figura 9, a quantidade de entrevistas não foi suficiente para se chegar a uma conclusão clara sobre os supostos abalos sísmicos na região. Infelizmente, a região não foi totalmente coberta. Os pontos de máxima intensidade (IV na escala MM círculos vermelhos), sugerem inicialmente que o ponto central do suposto evento sísmico seja no interior da área circundada pelos círculos vermelhos. Entretanto, a ausência de dados (ou seja, entrevistas) a oeste, norte, nordeste, leste e sudoeste dos círculos vermelhos inviabiliza uma conclusão. Além disso, a presença de oleodutos da Petrobrás na área circundada pelos círculos vermelhos parece ter afetado o relato da

9 8 Figura 6 Vinte e quatro horas de registro sísmico (dia 26/05/2010) obtido em Mangaratiba durante o monitoramento sísmico.

12 11 Figura 9 Mapa mostrando o resultado do levantamento macrosísmico na região de Conceição de Jacareí. Os círculos representam as intensidades na escala Mercalli-Modificada. Círculos vermelhos são de máxima intensidade (IV). Círculos verdes são de intensidade III e círculos azuis representam intensidade I. maioria das pessoas entrevistadas. As pessoas parecem ter tentado estabelecer uma relação direta entre o acontecido com a presença dos oleodutos da Petrobrás. Assim, eu considero que o levantamento macrosísmico não foi de ajuda para esclarecimento do ocorrido na região. O mais importante seria a instalação de alguma estação sísmica permanente na região para monitoramento permanente da região. 4 Processamento dos Dados Sísmicos Os dados sísmicos obtidos pela rede sísmica implantada em Mangaratiba (Figura 1) consistiram em 6.47GB, distribuídos em arquivos binários e 823 diretórios. Estes dados foram convertidos para o formato SAC binário para análise e interpretação. Exemplos de registros no formato SAC binário são mostrados nas Figuras 6, 7 e 8. Durante a análise dos registros de Mangaratiba, investigados dia a dia, nós detectamos a presença de quatro eventos sísmicos, ocorridos nos dias 24/05, 25/05, 02/06 e 13/06, conforme mostrado nas Figuras 10, 11, 12 e 13.

13 12 Figura 10 Evento sísmico ocorrido em 24/05/2010 e detectado pela rede sísmica montada em Mangaratiba. Figura 11 Evento sísmico ocorrido em 25/05/2010 e detectado pela rede sísmica montada em Mangaratiba.

14 13 Figura 12 Evento sísmico ocorrido em 02/06/2010 e detectado pela rede sísmica montada em Mangaratiba. Figura 13 Evento sísmico ocorrido em 13/06/2010 e detectado pela rede sísmica montada em Mangaratiba.

15 14 As informações sobre os sinais sísmicos apresentados nas Figuras 10, 11, 12 e 13 foram usadas na obtenção dos parâmetros hipocentrais dos respectivos eventos sísmicos. Um software desenvolvido pelo grupo de Sismologia do ON foi usado na obtenção dos parâmetros hipocentrais dos eventos sísmicos. As magnitudes sísmicas dos pequenos abalos foram calculadas com base na escala Richter (Ml). Os resultados dos cálculos são apresentados na Tabela 1. NO. SISMO DATA d/m/a Coord. Geográficas Latitude Longitude Profundidade (km) Magnitude - Escala Richter (Ml) 1 24/05/ ± /05/ ± /06/ ± /06/ ± 0.17 Tabela 1 Parâmetros hipocentrais dos eventos sísmicos registrados pela rede sísmica temporária instalada em Mangaratiba. As coordenadas geográficas dos eventos sísmicos da Tabela 1, juntamente com as estações sísmicas, foram representadas num mapa para visualização espacial dos eventos e estações (Figura 14). O mapa mostra que nenhum dos eventos sísmicos registrados pela rede ocorreu na região de Mangaratiba. Três eventos sísmicos ocorreram no continente e um evento sísmico no mar. As distâncias epicentrais (distância entre o epicentro do evento sísmico e a estação sísmica medido na superfície do planeta) variam entre 81.5km e 140.1km (de 0.73 a 1.25 ). Três eventos sísmicos apresentam profundidades focais bastante elevadas (em torno de 40km) e podem estar relacionados à presença de falhas geológicas mapeadas na região. 5 Análise dos Resultados A fim de buscar uma explicação para a ocorrência destes eventos sísmicos, utilizamos dados de falhas geológicas mapeadas na região para comparar com nossas estimativas. As falhas geológicas na região foram sobrepostas aos dados sísmicos estimados neste trabalho

16 15 (Figura 14). Ao sobrepor as falhas geológicas às nossas determinações (obtidas de forma completamente independente) obtivemos o mapa mostrado na Figura 15. Figura 14 Mapa mostrando a localização geográfica dos eventos sísmicos registrados pela rede sísmica temporária montada em Mangaratiba (triângulos pretos). O círculo vermelho é o sismo 1, o círculo verde é o sismo 2, o círculo azul é o sismo 3 e o círculo branco é o sismo 4 (Tabela 1). Todos os eventos sísmicos localizados no continente estão em cima (sismo 3 círculo azul) ou muito próximo (sismo 1 círculo vermelho) das falhas geológicas da região. O

17 16 sismo 4 (círculo branco) parece estar vinculado a uma ramificação do sistema de falhas (Figura 15). Figura 15 Mapa mostrando os epicentros dos eventos sísmicos estimados (círculos), as estações da rede sísmica (triângulos) e falhas geológicas mapeadas na região do RJ (linhas brancas). A localização geográfica dos eventos sísmicos no continente são bastante consistentes com a localização das falhas. O sismo 3 (círculo azul) está em cima da falha e o sismo 1 (círculo vermelho) esta muito próximo de uma falha.

18 17 6 Conclusões e Recomendações O monitoramento sísmico na região de Mangaratiba, ocorrido no período de 20/05/2010 a 21/06/2010 através da implantação de uma pequena rede sísmica temporária (composta por quatro estações Figura 1), e o levantamento macrosísmico na região de Conceição de Jacareí, permitiu concluir o seguinte : 6.1 O levantamento macrosísmico da região de Conceição de Jacareí não permitiu concluir de forma clara se houve ou não um evento sísmico naquela região; 6.2 Os dados instrumentais obtidos pela rede sísmica estabelecida em Mangaratiba comprovaram a ocorrência de quatro eventos sísmicos de baixa magnitude (Tabela 1). Os epicentros destes pequenos eventos sísmicos (microsismos) são todos fora do município de Mangaratiba (Figura 14). As informações detalhadas sobre os eventos sísmicos registrados pela rede estão disponíveis na Tabela 1 deste relatório; 6.3 Os pequenos eventos sísmicos detectados pela rede sísmica em Mangaratiba estão provavelmente relacionados à atividade de falhas geológicas existentes no estado do Rio de Janeiro e devem ser investigados mais detalhadamente; Uma importante recomendação para as autoridades competentes do município (Prefeitura de Mangaratiba e Defesa Civil) seria a instalação de pelo menos uma estação sísmica permanente na região para monitoramento desta atividade de baixa magnitude observada no período analisado e também para investigação mais detalhada dos supostos eventos sísmicos relatados pela população de Conceição de Jacareí e Mangaratiba. O grupo de Sismologia do Observatório Nacional está trabalhando para instalar uma estação sísmica no município de Mangaratiba, como parte de um projeto de pesquisa, aprovado em 2007 e financiado pelo governo do estado do Rio de Janeiro e pelo Observatório Nacional (instituto do Ministério da Ciência e Tecnologia). O grupo de Sismologia do ON espera que as informações aqui apresentadas possam contribuir para uma aceleração no processo de instalação desta importante estação sísmica em Mangaratiba. 7 Agradecimentos O grupo de Sismologia do Observatório Nacional gostaria de agradecer ao Pool de Equipamentos Geofísicos do Brasil (PEGBR) pelo empréstimo dos equipamentos usados

19 18 neste trabalho. Nós também agradecemos ao Dr. Darcy do Nascimento Junior pela rápida liberação dos equipamentos do PEGBR para o desenvolvimento do presente trabalho. Nós agradecemos também ao Observatório Nacional, em especial o Coordenador de Geofísica (Dr. Íris Pereira Escobar) e o Diretor do Observatório Nacional (Dr. Sérgio Fontes), por toda a infra-estrutura disponibilizada (carro, combustível, diárias, pessoal técnico e de suporte) para o bom andamento dos trabalhos de campo. O grupo de Sismologia do Observatório Nacional também agradece os colegas da Defesa Civil de Mangaratiba pela valiosa ajuda no levantamento macrosísmico em Conceição de Jacareí e também nas diferentes as etapas do trabalho de campo. Um especial agradecimento ao Coordenador da Defesa Civil de Mangaratiba, Sr. Fábio Cardoso, pela facilitação de nosso trabalho durante nossa estada em Mangaratiba. O Dr. Jorge Luis de Souza também agradece os colegas do Observatório Nacional Dirlei Ferreira, Roberto Pereira da Silva, José Farias e outros, por ventura esquecidos neste momento, que nos ajudaram de forma direta ou indireta. Para finalizar agradeço os proprietários dos locais das estações sísmicas, por permitirem a instalação de nossos equipamentos em suas propriedades. Rio de Janeiro, 6 de dezembro de 2010 Dr. Jorge Luis de Souza Pesquisador Titular da Coordenação de Geofísica do Observatório Nacional