Propriedades acústicas (velocidade de propagação e coeficiente de atenuação) de sedimentos marinhos coletados nas proximidades da Ilha do Cabo Frio, RJ

Abstract

ABSTRACT. Acoustic properties (wave propagation velocity and attenuation coefficient) of marine sediments are related to grain-size. In laboratory, an ultrasonic system of 2.25 MHz was implemented to take measures of compressional wave propagation. Nine (9) piston-cores were collected, totaling twelve (12) Keywords: acoustic properties, wave propagation velocity, attenuation coefficient, marine sediments. RESUMO.Propriedades acústicas (velocidade de propagação de ondas e coeficiente de atenuação) de sedimentos marinhos, coletados por testemunhos de sondagem, foram correlacionadasà granulometria. Um sistema de medição destas propriedades, utilizando 2,25 MHz como freqüência nominal dos transdutores, foi montado em laboratório. Foram realizadas aproximadamente 2.550 medições acústicas ao longo de 9 testemunhos, totalizando 12 m de sedimentos. Os resultados obtidos permitiram construir perfis de velocidade da onda compressional (Vp) e diagramas em 3D do coeficiente de atenuação, em função da freqüência. Interfaces entre as camadas de sedimentos foram identificadas nos perfis de velocidade. Nas areias médias foram medidos os maiores valores de V p (1.752 m/s), enquanto que os menores valores foram registrados na lama arenosa (1.492 m/s) e na lama consolidada (1.498 m/s), indicando uma tendência de aumento da V p relacionada a um aumento da granulometria. Os maiores valores do coeficiente de atenuação, utilizando como referência a freqüência de 1,6 MHz, foram encontrados nas areias lamosas e nas lamas arenosas (1.750 e 1.550 dB/m, respectivamente). As areias finas e a lama fluida registraram os menores valores de atenuação: 400 e 500 dB/m, respectivamente.Estes resultados indicam que sedimentos coesivos compostos por misturas heterogêneas, têm valores mais elevados de atenuação.Palavras-chave: propriedades acústicas, velocidade de ondas P, coeficiente de atenuação, sedimentos marinhos.

Acoustic Response of Amazon Shelf Muddy Sediments

“…In the analysis of sediments with different grain sizes, Macedo et al 2009found low values of attenuation in the fluid mud when compared with other types. The highest penetrations observed in our data set, which were found at stations where there is fluid mud, are consistent with the results of other studies (Kim et al, 2004;Macedo et al, 2009), as well as the Biot-Stoll theory, described by Stoll (1980) and reviewed by Akal (2001). This theory stipulates that sediments with a high concentration of water provide a movement almost in phase to where the wave stimulation occurs, a near absence of viscous dissipation speed, and a low attenuation.…”

“…According to Eq. (2) described above, the attenuation values should increase with increasing frequency, which is consistent with the acoustic data presented and with other studies (Robb et al, 2006;Macedo et al, 2009). The sources used in the data survey emit pulses with the following power specifications: a) 160 dB for the 210 kHz frequency; and b) 175 dB for frequencies of 33 and 3.5 kHz.…”

“…However, an effective, unified method to describe this process has been difficult to achieve due to the almost unlimited combinations of variables in different sediment types. Thus, several studies have been conducted to investigate the conversion of acoustic parameters on physical properties of sediments and geological interpretations (Hamilton & Bachman, 1982;Lambert et al, 1993;Stevenson et al, 2002;Macedo et al, 2009;Ayres Neto et al, 2013), allowing the improvement of the seafloor acoustic mapping (Davis et al, 2002;Kim et al, 2004).…”

Physical and geochemical properties of centennial marine sediments of the continental shelf of southeast Brazil

“…According to Ayres-Neto (1998), the use of isolated techniques does not provide concrete evidence on sedimentary characteristics. Thus, coupling physical and sediment methods can be used for modeling the geoacoustic of the seafloor, being applied to the characterization of the seabed and mineral prospecting (Macedo et al 2009).…”

Reconhecimento e mapeamento sísmico de paleocanais ao largo da Plataforma Continental Interna da ilha de Santa Catarina

“…GOMES et al, 2011). A velocidade do som foi ajustada para 1.650m/s conformeMacedo et al (2009) ePires (2014) sugerem para o mapeamento dos refletores acústicos de camadas sedimentares e reduzir as incertezas nas medidas de distâncias verticais COOKE et al, 2005)…”