Estudo de ondas de volume a partir dos registos de ruído sísmico ambiente obtidos na rede de observação WILAS

Tese de mestrado, Ciências Geofísicas (Geofísica Interna) Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016The study of reflective layers of the earth’s crust and upper mantle is usually estimated using the seismic waves generated by natural (earthquakes) or artificial and human-induced controlled sources. Despite the fact that since the late 50s the knowledge to extract the media Green functions from seismic ambient noise existed, it only became practical a little over a decade ago. This was the result of the advances in seismic instrumentation that allowed for the continuous recording of long series of high-dynamic seismic data. The first applications were dedicated to the retrieving of surface wave Green functions, but more recently, the same technique has been also used to higher frequency data to extract body wave Green functions from seismic ambient noise. In this work I use seismic data recorded between January 2010 and December 2012 in mainland Portugal under the WILAS project (West Iberia Lithosphere and Asthenosphere Structure). For the first time, in this area, the seismic ambient noise is used to investigate body waves to identify refracted and reflected waves. The results are expected to contribute to the knowledge of the earth’s crust and upper mantle structure underneath mainland Portugal. To achieve this, I used seismic ambient noise analysis methods to obtain the cross-correlation functions of seismic ambient noise between all pairs of the available seismic stations, as well as the autocorrelation functions for each of the stations. The processing parameters had to be adjusted to take into account the frequency band and characteristics of the body waves. Analysis of the cross-correlation functions for this study allowed for the construction of “record sections”, where the P and S refracted waves are not clearly identified. The analysis of the autocorrelation functions revealed the presence of weak reflections beneath most of the stations. These were interpreted as corresponding to intra-crustal discontinuities and the Moho reflection and also the transition Lithosphere-Asthenosphere reflection. The low S/N (signal-to-noise ratio) observed for these reflections, did not allow me to obtain a detailed interpretation. However I found a good agreement with published models, showing that the interpretation of reflected body waves derived from ambient noise analysis is promising.O estudo das camadas reflectoras da crosta terrestre e do manto superior são usualmente estimadas usando as ondas sísmicas geradas por fontes naturais (sismos) ou fontes controladas artificiais e induzidas pelo homem. Apesar, do facto, de que desde o final dos anos 50 o conhecimento para extrair a média das funções de Green a partir do ruído sísmico ambiente existir, só se tornou prático desde há pouco mais de uma década. Isto deve-se ao resultado dos avanços na instrumentação sísmica que permitiu o registo contínuo de longas séries temporais de dados sísmicos. As primeiras aplicações foram dedicadas à recuperação das funções de Green das ondas superficiais, mas mais recentemente, a mesma técnica também tem sido usada para dados de frequência mais elevada para extrair as funções de Green das ondas de volume a partir do ruído sísmico ambiente. Neste trabalho eu usei dados sísmicos registados entre Janeiro de 2010 e Dezembro de 2012, em Portugal Continental no âmbito do projecto WILAS (West Iberia Lithosphere and Asthenosphere Structure). Pela primeira vez, nesta área, o ruído sísmico ambiente foi usado para investigar as ondas de volume de modo a identificar ondas refractadas e reflectidas. Espera-se que os resultados atingidos contribuam para o conhecimento da estrutura da crosta e manto superior terrestre abaixo de Portugal Continental. Para alcançar este objectivo, eu usei os métodos de análise do ruído sísmico ambiente para obter as funções de correlação cruzada do ruído sísmico ambiente para obter as funções de correlação cruzada do ruído sísmico ambiente entre todos os pares de estações sísmicas disponíveis, bem como as funções de autocorrelação para cada uma das estações. Os parâmetros de processamento foram ajustados para ter em conta a banda de frequência e as características das ondas de volume. A análise das funções de correlação cruzada para este estudo permitiu a construção de diagramas tempo-distância, no entanto as ondas P e S refractadas não são claramente identificáveis. A análise das funções de autocorrelação revelaram a presença de reflexões fracas sob a maior parte das estações. Estas foram interpretadas como correspondendo às reflexões das descontinuidades intra-crustais e da Moho, e também à reflexão da transição Litosfera-Astenosfera. Dado a baixa razão S/R (sinal/ruído) observada nestas reflexões, não foi possível uma interpretação detalhada. No entanto eu encontrei uma boa concordância com modelos publicados, mostrando que a interpretação das ondas de volume reflectidas derivadas a partir da análise do ruído ambiente é promissora