GEO046 Geofísica. Magnetômetro de campo total. Magnetômetro flux-gate. Magnetômetro de campo total

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Dina Salazar Cruz
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1 GEO046 Gefísica Aula n 07 MÉTODO MAGNÉTICO Anmalias magnéticas Magnetômetr de camp ttal aseia-se na precessã d prótn d núcle d átm de hidrgêni, quand este prcura se alinhar cm um camp magnétic extern. Pr ter mment magnétic, prótn é alinhad a um camp magnétic extern, cnstante, artificial e nã alinhad cm. extern intens June 04 édisn K. Sat Magnetômetr de camp ttal 3 Magnetômetr flux-gate 4 Desligad camp artificial, prótn tende a se alinhar cm camp da. Entretant, pr também pssuir mment angular, ele precessina a freqüência f P = ( γ P π ), nde γ P é a razã girmagnética d prótn ( π γ = 3,4874 nt/z). P mviment de precessã Cnsidere material magnétic nã linear, envlvid pr duas bbinas. Supnd uma crrente senidal circuland pr uma delas, camp magnétic será senidal mas a induçã magnética nã terá cmprtament similar devid a nã linearidade da relaçã -. I csωt

2 5 6 Magnetômetr flux-gate Magnetômetr flux-gate + T I csωt I csωt t t bservar as simetrias Camp extern T 7 8 Magnetômetr flux-gate Magnetômetr flux-gate Cnsidere material magnétic nã linear, envlvid pr duas bbinas. Cnsidere material magnétic nã linear e a aprximaçã = c µ ( a ) 3 0 c1 = 1 0 I csωt T A Camp magnétic n interir das bbinas : n0 AI csωt + T = 0 csωt + T, nde é camp da na direçã d eix = n0 T da bbina, e I csωt é a crrente elétrica circuland em uma das bbinas. I csωt T A

3 9 10 Magnetômetr flux-gate Anmalias magnéticas Cnsiderand a relaçã nã linear, a f.e. induzida na utra bbina será d d = n1 A = n1 A dt d = n1 Aµ dt ( µ ( 1 a ) ( 1 3a ) 0 dt 0 T A Na prática, cnsideram-se dis tips anmalias: anmalia de camp vertical, e anmalia de camp ttal. Ns dis cass, tratam-se das feições devidas a camp magnétic anômal criad pel crp gelógic, que se sma a camp magnétic da. A anmalia de camp vertical é cmpnente vertical d camp anômal. A anmalia de camp ttal é a diferença entre as amplitudes ds camps cm e sem a presença d camp anômal Anmalias magnéticas Esfera magnetizada Quand ttal << ( ) a anmalia de camp ttal = aprxima - se d valr d cmpnente d camp anômal na direçã d camp da (u d camp ttal): a a, Cmpnente vertical z d camp anômal Camp da Camp anômal Anmalia de camp ttal Camp ttal O camp vertical anômal é dad pr nde M ( h x y ) sen 5 ( x + y + h ) 3xhcs z = M é mment magnétic da esfera,, sua inclinaçã, e h, a prfundidade d centr. N desenh, deve ser negativ. M + z Camp vertical z Camp da Camp anômal + x Camp ttal

Esfera magnetizada 13 Esfera magnetizada 14 Também, tem- se x = M 3y y =

e ttal ( ) a diferentes latitudes magnéticas NM z = 0 = 13 = 3, 5 = 33

4 Esfera magnetizada 13 Esfera magnetizada 14 Também, tem- se x = M 3y y = M Se ( h x y ) cs + ( x + y + h ) ( x cs hsen ) ( x + y + h ) ( ) = M 5 5 = i cs + k sen, a magnetizaçã e ( h x y ) cs + 3 ( x + y + h ) 5. 3xhsen, camp da têm a mesma direçã, xhsen Anmalias de camp vertical ( z) e ttal ( ) a diferentes latitudes magnéticas NM z = 0 = 13 = 3, 5 = 33 Esfera magnetizada Anmalias de camp vertical ( z) e ttal ( ) = T = 0 = T = 30 z

5 17 18 = T = 60 = T = 90 = T = 0 = T = = T = 60 = T = 90 = 30, T = 0 = 30, T = 30

1 Semi-placa magnetizada = 30, T = 60 = 30, T = 90 Anmalia de camp vertical devid a

Para x ±, z 0 Interpretaçã qualitativa 3 Curaçá: Camp ttal 4 Inspeçã visual d mapa

Detalhament das características individuais das anmalias, visand determinar: as

alngament e extensã superficial ds cntrns, a agudeza da anmalia, visualizada ns

6 1 Semi-placa magnetizada = 30, T = 60 = 30, T = 90 Anmalia de camp vertical devid a uma semi-placa magnetizada verticalmente. Para x ±, z 0 Interpretaçã qualitativa 3 Curaçá: Camp ttal 4 Inspeçã visual d mapa magnétic, cnsiderand as frmas e tendências das anmalias principais. Detalhament das características individuais das anmalias, visand determinar: as psições relativas e amplitudes das partes psitivas e negativas da anmalia, alngament e extensã superficial ds cntrns, a agudeza da anmalia, visualizada ns espaçaments entre s cntrns. Assim, em muits cass, a visualizaçã d mapa basta para, de frma direta, inferir as infrmações gelógicas, dispensand-se s cálculs.

Curaçá: Camp ttal 5 Pale necróple 6 Mapa magnétic de uma necróple.

9 m) Cancelam ruíd de fund e bjets metálics próxim à regiã.

valetas, D, E: lix metálic (parafus e partes de um tratr) 4 Setas:

circular Originalmente cletada Levantament cm 1,5 cm de interval,

a: fech de rupa, b: utr bjet, c: estrutura em direçã a centr d túmul.

7 Curaçá: Camp ttal 5 Pale necróple 6 Mapa magnétic de uma necróple. Área de Chatilln-sur-Seine, França. Gradiômetr (sensres a 0.4 e 0.9 m) Cancelam ruíd de fund e bjets metálics próxim à regiã. Espaçament de linha: 0,5 A: Túmul de família, : feiçã gelógica, C: valetas, D, E: lix metálic (parafus e partes de um tratr) 4 Setas: Estrutura circular 7 8 Pale necróple Pale necróple Estrutura circular Originalmente cletada Levantament cm 1,5 cm de interval, após a remçã de 30 cm de sl. a: fech de rupa, b: utr bjet, c: estrutura em direçã a centr d túmul. Estrutura circular Após a remçã de 50 cm de sl. a: centr d túmul, b: utr bjet, c: fech de rupa mais visível, d e e: metais mderns.

8 Referências: 9 Osten-Wldenburg,., Chaume,., Reinhard, W.,00, Magnetic imaging f the late rnze Age tumulus in France befre and during excavatin. The Leading Edge, SEG, 1(5), 465:466. Sharma, P. V., 1986, Gephysical methds in gelgy.. ed., Elsevier, New Yrk. Telfrd, W. M., Geldart, L. P., Sheriff, R. E. e Keys, D. A., 1978, Applied gephysics. Cambridge University Press.

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