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Trabalho de GeofsicaPor: Grupo N 2Mtodo MagnticoCompanyLOGOIndice

IntroduoApresentaremos um histrico de como comeou a se desenvolver o magnetismo como cincia, o seu conceito. A origem do magnetismo terrestre, apresentando a teoria mais modernas sobre o assunto.

Como so feitos os levantamentos magnticos. A susceptibilidade magntica de algumas rochas e minerais. Apresentaremos 4 instrumentos utilizados neste mtodo a saber: magnetmetro fluxgate, magnetmetro de prtons, magnetmetro de bombeamento ptico e gradimetros magnticos.

Por fim analisaremos a importncia deste mtodo, ou seja, suas diversas aplicaes, e concluiremos fazendo tambm algumas recomendaes.2. Significado do termoMagnetismo a denominao associada ao fenmeno ou conjunto de fenmenos relacionados atrao ou repulso observada entre determinados objetos materiais - particularmente intensas aos sentidos nos materiais ditos ms ou nos materiais ditos ferromagnticos - e ainda, em perspectiva moderna, entre tais materiais e condutores de correntes eltricas - especificamente entre tais materiais e portadores de carga eltrica em movimento - ou ainda a uma das parcelas da interao total (Fora de Lorentz) que estabelecem entre si os portadores de carga eltrica quando em movimento - explicitamente a parcela que mostra-se nula na ausncia de movimento de um dos dois, ou de ambos, no referencial adotado.2.1. Objectivo de um levantamento Magntico investigar a geologia com base nas anomalias do campo magntico da Terra resultante das propriedades magnticas das rochas em subsuperfcie.

O levantamento magntico, tem uma ampla variedade de aplicaes, desde pequena escala para engenharia ou levantamentos arqueolgicos para detectar objectos metlicos enterrados, at levantamentos de grande escala realizados para investigar estruturas geolgicas regionais.

3. Origens do magnetismo terrestreA teoria mais moderna para explicar a parte principal do campo baseia-se no funcionamento de um dnamo.

O campo produzido por correntes eltricas que circulam no ncleo lquido da Terra, constitudo principalmente por ferro.

As correntes, segundo a Teoria do Dnamo, so mantidas pelo movimento de partculas no ncleo lquido.

3.1. Caracterizao da magnetometriaA prospeco magnetomtrica baseia-se nas variaes locais do campo magntico terrestre originadas pela presena, no subsolo, de rochas contendo minerais com diferentes susceptilidades magnticas, tais como magnetita, ilmenita e pirrotita.

A unidade de medida, no sistema SI, da intensidade magntica utilizada em geofsica o tesla (T). O campo magntico terrestre varia de 25.0 a 70.0 nT. A sensibilidade dos magnetmetros usuais em trabalhos de campo de 0,1 a 1nT.

3.1. Caracterizao da magnetometria (continuao)Exemplos de intensidades magnticas:Campo magntico terrestre = 25.0 70.0 nT Formaes ferrferas macias = centenas a milhares de nT Rochas magnticas cristalinas = dezenas a centenas de nT Camadas magnticas em rochas sedimentares = 0.2 10 nT Rudo geolgico em ambientes no magnticos = Menor que 0.2 nT Sensibilidade magnetmetro de prtons 1 nT

3.2. Susceptibilidade magnticaPara um campo magntico externo homogneo H e capaz de ser um material magnetizado e localizado neste campo externo de tal forma que o normal para a superfcie, formando um ngulo q com o campo externo, definido a intensidade de magnetizao do material da seguinte forma: Eu = kappa x H x cosq onde kappa = constante de proporcionalidade chamada de susceptibilidade magntica do material zero no vcuo.

No caso em que o campo externo normal superfcie a frmula reduzida como segue: Eu = kappa x valores de susceptibilidade magntica de H.Tabela do kappa de susceptibilidade magntica para alguns minerais e rochas de DOBRIN (1988), p.650:

4. Instrumentos utilizados no mtodo magnticoNos primeiros levantamentos magnticos, as componentes geomagnticas eram medidas usando-se varimetros magnticos. Havia vrios tipos, incluindo o magnetmetro de toro e a balana Schmidt vertical, mas todos consistiam essencialmente de uma barra magntica suspensa no campo da Terra.4.1. Magnetmetro fluxgateTeve uma de suas primeiras aplicaes, durante a II Grande Guerra, na deteco de submarinos por ar. O instrumento emprega dois ncleos ferromagnticos idnticos, com uma permeabilidade to elevada que o campo geomagntico pode induzir uma magnetizao que se aproxima do seu valor de saturao. Bobinas primria e secundria idnticas so enroladas em direces opostas em torno dos ncleos.

O magnetmetro fluxgate um instrumento de leitura contnua e relativamente insensvel para gradientes de campo magntico alinhados longitudinalmente a seus ncleos. O instrumento pode ser sensvel a temperatura, necessitando correco.

Ilustrao: magnetmetro fluxgateFoto: Kelson Batista da Silva

4.2. Magnetmetro de prtons. O dispositivo sensor do magnetmetro de prtons um recipiente preenchido com um lquido rico em tomos de hidrognio, como querosene ou gua, envolto por uma bobina. Os ncleos de hidrognio (prtons) agem como pequenos dipolos e normalmente se alinham paralelamente ao campo geomagntico Be. A bobina submetida a uma corrente que gera um campo magntico Bp, 50 a 100 vezes maior que o campo geomagntico, e numa direco diferente, fazendo com que ento, desligada, de modo que o campo polarizado seja rapidamente removido. 4.3. Magnetmetro de bombeamento pticoOs magnetmetros de bombeamento ptico ou magnetmetros de vapor alcalino tm uma preciso significativamente mais alta que os outros tipos. Eles se constituem de uma clula de vidro contendo um metal alcalino evaporado, como o csio, o rubdio ou o potssio, que energizado por uma luz de um determinado comprimento de onda.4.4. Gradimetro magnticoSo magnetmetros diferenciais, nos quais o espao entre os sensores fixo e pequeno em relao distncia do corpo causador, cujo gradiente do campo magntico deve ser medido. Os gradientes magnticos podem ser medidos, ainda que de modo menos eficiente, com um magnetmetro, tomando-se duas medidas sucessivas com pouco espaamento vertical ou horizontal.

Os gradimetros magnticos so empregados em levantamentos de feies magnticas rasas.5.1. Levantamentos magnticos terrestresOs levantamentos magnticos terrestres so geralmente realizados sobre reas relativamente pequenas, sobre um alvo previamente definido. Consequentemente, o espaamento entre as estaes geralmente da ordem de 10 a 100m, embora espaamentos menores possam ser empregados onde os gradientes magnticos forem altos.

Como os instrumentos magnticos modernos no exigem um nivelamento preciso, um levantamento magntico em terra invariavelmente se realiza muito mais rapidamente que um levantamento gravimtrico.5.2. Levantamentos aeromagnticos e marinhosO levantamento aeromagntico rpido e no caro, custando geralmente cerca de 40% menos, por quilmetro linear, que um levantamento terrestre.

As tcnicas de levantamento magntico marinho so similares as de levantamento areo. O sensor rebocado num peixe atrs de um navio e, para remover seus efeitos magnticos, deve estar afastado pelo menos duas vezes o comprimento da embarcao.Mapa de um levantamento aeromagnticoFig. Levantamento aeromagntico de grande extenso (por: prof. Paulo Salvadoretti)

5.3. Reduo de Observaes MagnticasA reduo de dados magnticos necessria para remover das observaes todas as causas de variao magntica outras que no aquelas geradas pelos efeitos magnticos da subsuperfcie.

5.3.1 Correco da variao diurnaOs efeitos da variao diurna podem ser removidos de vrias maneiras. Em terra, pode ser empregado um mtodo similar ao do monitoramento da deriva gravimtrica, no qual o magnetmetro lido periodicamente durante todo o dia, numa estao-base fixa. As diferenas observadas nas leituras de base so, ento, distribudas entre as leituras nas estaes ocupadas durante o dia, de acordo com seu horrio de observao.

As variaes diurnas, como quer que sejam registradas, devem ser examinadas cuidadosamente. Quando grandes, com variaes de alta frequncia aparentes como resultado de uma tempestade magntica, os resultados do levantamento devem ser descartados.

5.3.2. Correco geomagnticaRemove o efeito de um campo geomagntico de referncia dos dados do levantamento. O mtodo mais rigoroso de correco geomagntica o uso do IGRF, que expressa o campo magntico no perturbado em termos de um grande nmero de harmnicos e inclui termos temporais para a correco da variao secular.

A complexidade do IGRF requer o clculo de correces em computador. Deve-se entender, contudo, que o IGRF imperfeito, pois os harmnicos empregados so baseados em observaes de relativamente poucos e esparsos observatrios magnticos. O IGRF tambm preditivo, no sentido em que usa a extrapolao dos harmnicos esfricos obtidos dos dados de observatrios, o IGRF pode estar fundamentalmente errado.

5.3.3. Correces de elevao e de terrenoA influncia da topografia pode ser importante em levantamentos magnticos de solo, mas no completamente previsvel, pois depende das propriedades magnticas das feies topogrficas. Portanto, em levantamentos magnticos, as correces de terreno so raramente aplicadas.

5.4. Interpretao de anomalias magnticasA interpretao de anomalias magnticas similar, em seus procedimentos e suas limitaes, interpretao gravimtrica, j que ambas as tcnicas utilizam campos potenciais naturais baseadas nas leis de atraco segundo o inverso do quadrado. Contudo, h vrias diferenas que aumentam a complexidade da interpretao magntica.

A intensidade de magnetizao de uma rocha depende grandemente da quantidade, tamanho, forma e distribuio de seu contedo em minerais ferrimagnticos, e estes representam somente uma pequena proporo de seus constituintes.

Mapa de anomalias magnticas (1)Fig. Exemplos de mapas anomalias magnticas e gravimtricas (por: Cowan Geodata Services)

Mapa de anomalias magnticas (2)Fig. Mapa de anomalia magntica (Xinzhu e Hinze, 1983)

5.4.1. Interpretao directaNas anomalias magnticas causadas por estruturas rasas, ocorre uma predominncia de componentes com comprimentos de onda curtos, em contraste com as resultantes de fontes mais profundas. Esse efeito pode ser quantificado calculando-se o espectro de potncia da anomalia, j que pode ser demonstrado, para certos tipos de corpos-fonte, que o logaritmo do espectro de potncia tem um gradiente linear cuja magnitude depende da profundidade da fonte.5.4.2. Interpretao indirectaA interpretao indirecta de anomalias magnticas similar a interpretao gravimtrica, no sentido de que feita uma tentativa de igualar a anomalia observada calculada por um modelo, por meio de ajustes iterativos. Anomalias magnticas simples podem ser simuladas por um nico dipolo.6. Importncia do mtodo magnticoO mtodo magntico o mtodo mais antigo de prospeco geofsica aplicveis em petrleo, prospeco, na explorao mineira e artefatos arqueolgicos.

Ele usado na delineao de depsitos magnticos intrasedimentarios subvulcnica rochas e intruses colocadas na profundidade rasa, cortando a seqncia sedimentar normal.

O conhecimento dos sistemas de fraturas e aquferos em rochas solidificadas, cobertos por uma camada de depsitos aluviais pode facilitar a pesquisa e a explorao das guas subterrneas.

7. ConclusoCom este trabalho investigativo, conseguimos ter algumas noes sobre o que trata o mtodo magntico, e pudemos perceber que um mtodo de vital importncia, principalmente por ser de baixo custo a sua aplicao. Tambm devido ao vasto leque de aplicaes que o mesmo possui, como no caso da prospeo petrolifera, prospeo directa de minerais magnticos, guas subterrneas e outros j citados anteriormente.

7.1. Recomendaes Devido a importncia j referenciada acima, recomendamos o seguinte: Mais investimento por parte das universidades do pas, na formao de quadros em reas tcnicas e cientficas, em especial a Geologia e Geofsica; Criar e desenvolver os conhecimentos dos estudantes de geocincias, em termos de laboratrio e aulas de campo; Promover parcerias com universidades locais e estrangeiras para integrao cientfica, trocas de experincias, etc;

ObrigadoFimCompanyLOGO