Estudos sobre a sismicidade de Caraíbas-Itacarambi, Minas Gerais : causas e características

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2013.A vila de Caraíbas e localidades próximas, no Município de Itacarambi, norte de Minas Gerais, começaram a ser afetadas por tremores de terra em março de 2007. Em 9 de dezembro daquele ano um forte tremor de magnitude 4,6 mb produziu uma vítima fatal, dezenas de casas foram destruídas e 50 famílias foram removidas definitivamente para a cidade de Itacarambi. A intensidade máxima produzida por este evento principal foi VII MM e seus efeitos foram sentidos a distâncias de até 80 quilômetros. A análise dos dados produzidos por uma rede sismográfica instalada nas proximidades de Caraíbas em outubro de 2007 permitiu detectar a sismicidade e localizar os eventos com boa precisão. O evento principal figura, de forma inédita no Brasil, como evento de referência em estudos mundiais sobre estrutura de velocidades e perigo/risco sísmicos. Foram identificados padrões na distribuição temporal dos eventos da seqüência sísmica, com pré-abalos, quiescência sísmica, pré-abalos iminentes, evento principal e pós-abalos. A distribuição espacial dos eventos sugere alinhamento ao longo da direção NE-SW, com extensão de aproximadamente 3 quilômetros e os focos mostram-se mais profundos (até 2 quilômetros) para SE. O mecanismo focal obtido indica falhamento inverso com direção N30ºE, mergulho de 30º, mergulho de 40º e rake de 105º. O tensor momento sísmico foi determinado para três eventos utilizando inversão da forma de onda completa. Os resultados indicam fontes sísmicas com porcentagens double-couple superiores a 70%. Foram selecionados 17 eventos, dentre os quais o evento principal, subdivididos em 4 grupos com localizações hipocentrais muito próximas entre si, para estudo de inversão relativa do tensor momento sísmico. A grande maioria apresenta fontes com porcentagem double-couple superior a 80%. Existe uma grande correlação entre os mecanismos focais determinados, tanto pela polaridade da onda P, quanto pelas inversões, mostrada pelos ângulos Kagan em sua grande maioria inferiores a 30º. Os resultados obtidos indicam claramente uma origem tectônica para a sismicidade de Caraíbas-Itacarambi. No entanto, não foi observada em superfície a expressão da falha ativa que produz os eventos. Interpretações de imagens de satélite e de dados geofísicos aéreos sugerem a presença de feições de amplitudes locais com direções concordantes com as orientações obtidas nas análises sismológicas. A sismicidade em Caraíbas-Itacarambi provavelmente está relacionada a movimentação ao longo de uma fratura/falha pré-existente em resposta a um esforço compressivo com orientação aproximadamente E-W. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe Caraíbas village and vicinities at Itacarambi municipality, north of Minas Gerais, started to be affected from earthquakes in March 2007. On December 9, 2007 a moderate earthquake with 4.6 magnitude produced a fatal victim, tens of houses were destructed and 50 families were definitely removed to Itacarambi city. The maximum intensity produced by this event was VII Modified Mercalli and its effects were felt up to 80 kilometers away. The analysis of the data recorded by a seismographic network installed near Caraíbas on October 2007 allows us to detect the seismicity and locate hypocenters with good precision. The Caraíbas-Itacarambi mainshock is the first Brazilian earthquake used as reference event for global velocity structure and seismic hazard/risk studies. We could identify patterns on temporal distribution of the seismic sequence events, such as foreshocks, seismic gap, imminent foreshocks, mainshock and aftershocks. The spatial distribution of events suggests an approximately 3-km long zone roughly aligned in the NE-SW direction, with focus of increasing depth (down to 2 km) to SE. The focal mechanism solution indicates reverse fault striking N30°E and dipping 40º to the Southeast, and rake of 105º. Seismic moment tensor was determined for three events using complete waveform inversion. The result indicates seismic sources with double-couple percentages larger than 70%. Seventeen events were selected, including the mainshock, distributed over 4 groups with collocated hypocenters, to be used in relative moment tensor inversion. Most of them are sources with double-couple percentages greater than 80%. Very high correlation is observed between the focal mechanism obtained here both using P-wave first motion polarities or inversion methods, indicated by the Kagan angles lower than 30º. The obtained results indicate clear tectonic nature for the Caraíbas-Itacarambi seismicity. However, no surface indicators of the active fault can be observed. Processing of satellite images and geophysical data suggest local-scale features (fractures, lineaments) with coincident trending to the seismological data. The Caraíbas- Itacarambi seismicity is probably related to movement along one hidden fracture/fault in response of a roughly E-W compressive stress