Inversão magnética 3D para estimar a distribuição de magnetização de uma amostra de rocha (3D magnetic inversion to estimate the magnetization distribution within a rock sample), Observatório Nacional
Creators: name: Reis, André Luis
Publisher: name: figshare
Year: 2022
Subjects: subject: Geophysics
subject: FOS: Earth and related environmental sciences

description: Dissertação submetida ao programa de pós-graduação em geofísica do Observatório Nacional em Mar/2016 como parte dos requisitos necessários para obtenção do grau de Mestre em Geofísica.<br> Master thesis submitted to the graduation program in Geophysics of National Observatory on Mar/2016 as part of the requisites for obtaining the degree of Master in Geophysics. <br> Orientador / Advisor: <sub>Vanderlei C. Oliveira Jr.</sub> Coorientadora / Coadvisor: <sub>Elder Yokoyama</sub> <br> Resumo: Nas últimas décadas, o uso de ténicas de microscopia magnética por varredura tem crescido em áreas como o paleomagnetismo e o magnetismo de rocha. Diferentemente dos magnetômetros usuais, microscópios magnéticos produzem mapas de alta resolução da componente vertical do campo de indução magnética sobre a superfı́cie de uma amostra. Estes dados de alta resolução podem ser utilizados para estimar a distribuição de magnetização interna de uma amostra de rocha através de inversão. Estudos anteriores estimaram a distribuição de magnetização invertendo dados magnéticos medidos somente em um plano acima da amostra. Neste trabalho apresentamos um novo método no domı́nio do tempo para inverter dados de indução magnética medidos sobre quatro planos ao redor da amostra. Presumimos que a distribuição de magnetização interna da amostra varia ao longo de um eixo. O método aproxima a amostra por um modelo interpretativo composto por um arranjo unidimensional de prismas retangulares com magnetização uniforme. As componentes Cartesianas do vetor magnetização de cada um destes prismas são os parâmetros que serão estimados resolvendo um problema inverso linear. Testes com dados sintéticos mostram a performance do método em recuperar complexas distribuições de magnetização mesmo na presença de heterogeneidades. Aplicamos também o método para inverter dados magnéticos adquiridos experimentalmente produzidos por uma amostra fabricada em laboratório. Os resultados mostram que, mesmo na aparente presença de ruı́do na posição do sensor do equipamento, o método foi capaz de recuperar uma distribuição de magnetização consistente com a magnetização remanente isotérmica na amostra. <br> Abstract: Over the last decades, scanning magnetic microscopy techniques have been increasingly used in paleomagnetism and rock magnetism. Different from standard paleomagnetic magnetometers, scanning magnetic microscopes produce high-resolution maps of the vertical component of the magnetic induction field on a plane located over the sample. These high-resolution magnetic maps can be used for estimating the magnetization distribution within a rock sample by inversion. Previous studies have estimated the magnetization distribution within rock samples by inverting the magnetic data measured on a plane above the sample. Here we present a new spacial domain method for inverting the magnetic induction measured on four planes around the sample in order to retrieve its internal magnetization distributione. We have presumed that internal magnetization distribuition of the sample varies along one of its axes. Our method approximates the sample geometry by an interpretation model composed of a one-dimensional array of juxtaposed rectangular prisms with uniform magnetization. The Cartesian components of the magnetization vector within each rectangular prism are the parameters to be estimated by solving linear inverse problem. Tests with synthetic data show the performance of our method in retrieving complex magnetization distribuition even in the presence of magnetization heterogeneities. We have also applied our method to invert experimentally measured magnetic data produced by a highly-magnetized synthetic sample that was manufacturated in laboratory. The results show that, even in the presence of apparent position noise, our method was able to retrieve magnetization distribuition consistent with the isothermal remanence magnetization induced in the sample.