Equipe de Geofísica do ON firma acordo com a Petrobras para estudos cicloestratigráficos das Bacias de Campos e de Santos

O grupo de pesquisa do Laboratório de Paleomagnetismo e Mineralogia Magnética, da Coordenação de Geofísica do Observatório Nacional (LP2M-ON), liderado pelo pesquisador Dr. Daniel R. Franco, firmou um termo de cooperação com a Petrobras no valor de R$ 6 milhões para a realização de um projeto de pesquisa e desenvolvimento nas Bacias de Campos (RJ) e de Santos (SP).

O projeto visa auxiliar a Petrobras na otimização da produção de petróleo e gás nessas bacias através do aprimoramento do arcabouço cronoestratigráfico destas bacias de exploração. A cronoestratigrafia é um ramo da estratigrafia de sequências que estuda a disposição das camadas sedimentares em relação ao tempo.

Ciclos de Milankovitch identificados no registro sedimentar da Formação Dalong, sul da China (Wu et al., 2013). As indicações "E" e "e" significam, respectivamente, o registro nas rochas dos ciclos orbitais de excentricidade longa (405 mil anos) e excentricidade curta (cerca de 100 mil anos).

Conforme destacou Daniel, esse projeto de pesquisa e desenvolvimento possui dois objetivos principais. O primeiro é refinar e aumentar a resolução temporal da cronoestratigrafia dessas duas importantes bacias através do estabelecimento de escalas temporais astronômicas (ATSs) - escalas de tempo geológica que se baseiam no registro geológico dos ciclos orbitais, que afetam o clima e a história de sedimentação das rochas - e de polaridade geomagnética (GPTS), baseadas nas reversões de polaridade do campo magnético da Terra. O segundo objetivo é prover soluções computacionais inéditas, baseadas em aprendizagem de máquina, capazes de reconhecer esses padrões cicloestratigráficos em escala regional através de dados de perfilagem de poços. Esses conceitos serão detalhados adiante.

“O projeto conta com uma equipe multidisciplinar de pesquisadores especializados em Cicloestratigrafia, Geofísica Computacional e Paleomagnetismo, com um importante apoio financeiro da Petrobras, o que possibilitará uma pesquisa de grande escala e impacto. Espera-se que os resultados deste estudo contribuam de maneira fundamental para os modelos de idade e, por conseguinte, para uma melhor compreensão da história geológica das Bacias de Campos e de Santos, auxiliando na otimização da produção de petróleo e gás”, destacou Daniel.

Plataformas da Petrobras na Bacia de Campos (RJ) à esquerda, e Bacia de Santos (SP) à direita (Foto: Divulgação/ Petrobras)

Estudo cicloestratigráfico

A Cicloestratigrafia é uma área de estudo das Ciências da Terra que busca identificar padrões repetitivos (cíclicos) nos registros das rochas sedimentares ao longo do tempo geológico. Esses padrões são chamados de ciclos estratigráficos e são compostos por camadas sedimentares que se repetem de forma semelhante em intervalos regulares. Esses ciclos são resultado de processos geológicos que ocorreram repetidamente ao longo do tempo, como mudanças climáticas, variações no nível do mar, atividade tectônica ou eventos de deposição sedimentar.

A importância da Cicloestratigrafia reside em seu potencial para a reconstrução da história da Terra e auxiliar na compreensão dos processos que ocorreram no passado, como as eras glaciais, variações climáticas e mudanças na composição dos ecossistemas. Os pesquisadores identificam esses padrões por análises espectrais, ou seja, estudos do “Raio-X” da rocha. Para isso, utiliza-se técnicas como mineralogia magnética, perfis de raios gama, escala de cinza e dados geoquímicos. Essa abordagem permite compreender os ciclos de Milankovitch, e estabelece uma nova escala de tempo geológica conhecida como escala temporal astronômica (ATS).

Os ciclos de Milankovitch referem-se a padrões cíclicos de variações nos parâmetros orbitais da Terra ao redor do Sol. O cientista sérvio Milutin Milankovitch demonstrou que essas mudanças orbitais afetam o clima da Terra ao longo de períodos de tempo muito longos. Esses ciclos são considerados uma das principais causas das variações climáticas naturais de longo prazo na Terra, incluindo períodos de glaciação e deglaciação. Os ciclos de Milankovitch baseiam as ATSs.

De acordo com o Dr. Daniel Franco, ainda não existe uma solução computacional eficaz que possibilite reconhecer esses padrões cicloestratigráficos em escala regional. Além disso, também é um desafio correlacionar, em escala regional, ATSs para dois ou mais poços estratigráficos (perfurações realizadas na superfície terrestre com o objetivo de coletar informações geológicas e geofísicas das camadas de rochas).

“Portanto, o objetivo central desse projeto é desenvolver soluções computacionais, usando aprendizado de máquina – uma área da Inteligência Artificial – para detectar sinais quase-periódicos em registros estratigráficos e permitir, sob determinadas condições, a correlação entre escalas temporais astronômicas para poços estratigráficos em um mesmo contexto geológico”, destacou Daniel.

Nesse sentido, o grupo vai desenvolver algoritmos baseados em redes neurais. Além disso, serão desenvolvidas interfaces gráficas voltadas para profissionais e geocientistas da indústria de petróleo e gás.

O grupo também irá realizar, nas Bacia de Campos e de Santos, estudos magnetoestratigráficos (que investiga padrões magnéticos periódicos nas rochas sedimentares) a fim de detectar materiais ou substâncias com “remanência magnética”, ou seja, materiais que possuem a capacidade de reter um campo magnético mesmo após a remoção da fonte externa de magnetização. Segundo Daniel, esse estudo pode ajudar a aprimorar os arcabouços cronoestratigráficos por meio da determinação da escala temporal da chamada polaridade geomagnética (GPTS) – dependente da orientação do campo magnético da Terra em um determinado local e período de tempo.

Por parte do ON, participam do projeto, além do Dr. Daniel Franco, os post-docs Dra. Mariane Candido, Dra. Natália Braun dos Santos e Dr. José Alejandro Moreno Alfonzo e os pesquisadores Dr. André Wiermann e Dr. Cosme Ferreira da Ponte Neto. Também fazem parte os alunos de Iniciação Científica Raysa de Magalhães Rocha e Guilherme Jácomo Vanzan (UFRJ), as estudantes de pós-graduação Gabriella Fazzio (UnB) e Carolina Gonçalves Leandro (UFRGS) e o técnico Luiz Henrique da Silva. Os parceiros do ON no projeto são os pesquisadores Dr. Ricardo Trindade (USP), Dr. Jairo Savian (UFRGS) e Dra. Jóice Cagliari (UNISINOS).