Radar de penetração no solo (GPR) como ferramenta na pesquisa paleontológica

Abstract

Resumo: Há vários sítios paleobotânicos no Brasil que possuem caules mineralizados, alguns em profundidades rasas, nesses casos é preciso cavar arbitrariamente para encontrá-los. O objetivo deste trabalho é averiguar a eficácia do método geofísico radar de penetração no solo na identificação de caules mineralizados a fim de propor um método auxiliar para a paleontologia. Esses caules costumam ser mineralizados em sílica, mesmo quando formados em meio a sedimentos argilosos ou siltosos, o que propicia boa resposta do GPR. O método vem sendo difundido amplamente em várias áreas, desde forense até construção civil, sempre como ferramenta para investigação rasa não invasiva, logo é uma opção para a paleontologia. Foi construído um sítio controlado de 40 m2 no terreno da Universidade Federal do Paraná e foram enterrados, com solo argiloso e arenoso, 10 troncos fósseis de tamanhos e formatos diversos. Posteriormente foram realizados levantamentos geofísicos com três frequências diferentes, 250, 400 e 700 MHz, com o intuito de verificar a acurácia do método e testar qual frequência oferece melhor resolução. Esses levantamentos foram realizados com solo úmido e seco, averiguando diferenças de velocidade entre as duas situações. Após a aquisição foi realizado o processamento básico 2D e a confecção de dois slices de pseudo 3D, um para o background da área e outro para o levantamento, a fim de identificar os fósseis em subsuperfície e comparar com a resposta anterior do terreno, isto resultou na composição de radargramas. Os radargramas obtidos expressaram as respostas eletromagnéticas do meio e dos troncos mineralizados alvos do estudo em função da profundidade, frequência e teor de umidade

Abstract: There are several paleobotanical sites in Brazil that have mineralized tree trunks, some covered in shallow depths, in these cases it is necessary to dig arbitrarily to find them. The objective of this work is to ascertain the effectiveness of the geophysical ground penetrating radar method in the identification of mineralized tree trunks to propose an auxiliary paleontological investigative method. The tree trunks are usually mineralized in silica, even when formed in the middle of clay and silt sediments, which provides good GPR response. The method has already been widely applied in several areas, from forensics through civil construction, always as a tool for non-invasive shallow investigation, thus a good option for paleontology. A controlled site of 40m2 was built on the campus of the University Paraná State where ten fossilized tree trunks with different sizes and shapes were buried in clay and sandy soil. Subsequently, geophysical surveys were carried out using three different frequencies, 250, 400 and 700 MHz, in order to verify the accuracy of the method and test which frequency offers better response resolution. These surveys were performed with wet and dry soil, investigating differences in wave speeds in both scenarios. After the data acquisition, basic 2D processing and other two slices of pseudo 3D were made, one to check the area for background and other to identify the subsurface fossils for comparison with the previous terrain’s response, this resulted in radargrams composition. The obtained radargrams express the underground electromagnetic responses and the studied mineralized tree trunks as a function of depth, frequency and humidity