Geofísica 1 - gravimetria e magnetometria

Prática 1 - Mapas, interpolação e a gravidade da Terra

Objetivos:

• Aprender a gerar um mapa de algum dado geofísico.
• Entender a influência da interpolação no mapa gerado.
• Entender quais interpretações podem ser feitas sobre os mapas e, mais importante, quais não podem.
• Visualizar os dados de gravidade mundial.
• Discutir a relação entre os mapas gerados e o conteúdo da aula de gravitação.

Dados

Para esta prática usaremos os arquivos (clique para baixar):

• random-grid.txt: Dados "fabricados". Arquivo ASCII com 4 colunas (x, y, z, dado). Dados distribuídos aleatoriamente.
• regular-grid.txt: Versão completa dos dados fabricados. Disposto em uma malha regular.
• eigen-6c3stat-0_5-mundo.gdf: Gravidade mundial. Arquivo ASCII com 4 colunas (lon, lat, altitude, gravidade). Malha regular com espaçamento de 0.5 grau. Gravidade em mGal. Gravidade medida na superfície da Terra.

Os dados devem estar presentes nos computadores do laboratório. Estes dados também podem ser baixados da pasta data do repositório da disciplina no Github. Após clicar no nome do arquivo, selecione "Raw" para baixar os dados.

Dados de gravidade foram gerados a partir de modelos de harmônicos esféricos utilizando o serviço online da ICGEM. Os dados em random-grid.txt, flight-grid.txt e regular-grid.txt foram gerados com o arquivo lessons/gravimetria/pratica1.ipynb.

Tarefas e perguntas

1. Faça um mapa de curvas de contorno coloridas dos dados do arquivo random-grid.txt.
   • Quais são as feições gerais deste mapa?
2. Gere outros mapas do mesmo dado usando outros métodos de interpolação.
   • Como diferem os mapas gerados com diferentes métodos?
   • Onde estão as maiores diferenças?
   • Dica: Mostre a localização dos pontos originais nos mapas (os pontos aleatórios do arquivo random-grid.txt.
3. Gere outro mapa utilizando um valor grande (e.g., 1000 ou 1500) para o espaçamento do grid.
   • Qual mapa representa melhor "a realidade" (os dados)? O mapa com espaçamento pequeno (100, 200, ou 500) ou o mapa com espaçamento grande?
   • Como a escolha do espaçamento do grid e método de interpolação influenciam a interpretação dos mapas?
4. Gere um mapa do arquivo regular-grid.txt. Estes são os dados originais utilizados para gerar o random-grid.txt.
   • Qual é a diferença entre os dados originais e os dados interpolados a partir de random-grid.txt?
   • Algum dos métodos de interpolação é capaz de representar perfeitamente os dados originais?
5. Faça um mapa da gravidade mundial eigen-6c3sat-0_5-mundo.gdf.
   • Qual é a feição mais marcante deste mapa?
   • O que causa essa feição?
   • Como a escala de cor influencia na percepção do mapa?
   • Como é a gravidade sobre as grandes montanhas (Himalaias e Andes)?
   • Por que ela é assim?
   • Como poderíamos realçar, ou focar, nas partes da gravidade que são causadas por feições geológicas desconhecidas? Em outras palavras, como isolar as partes da gravidade que são anômalas?
6. Extra: Faça um mapa da topografia mundial etopo1-0_5-mundo.gdf.

Mapas

O arquivo lessons/gravimetria/pratica1.ipynb no repositório da disciplina no Github contem os mapas das tarefas acima gerados por mim. Utilizem esses mapas como uma referência, ou objetivo, quando forem fazer o relatório. Não usem esses mapas no relatório. Usem os mapas que vocês mesmos fizeram.