Repositório RCAAP

O conceito de sistema petrolífero agrupa os diversos elementos que controlam a existência de jazidas de petróleo numa bacia sedimentar. Tal conceito, visualizado numa escala global, parece justificar de maneira adequada as diversas províncias petrolíferas conhecidas. A evolução tectono-sedimentar meso-cenozóica da margem continental brasileira propiciou o desenvolvimento desses elementos-chave, cuja presença é requisito fundamental a que uma determinada região seja atrativa para a prospecção petrolífera. Merece destaque nesse particular o segmento de águas profundas da Bacia de Campos, que, na visão contemporânea, representa a porção mais bem aquinhoada em termos de volumes descobertos de toda a margem brasileira. Em termos históricos, a exploração de petróleo no Brasil inclui três grandes fases: o período pré-Petrobras, basicamente de atividades pioneiras de reconhecimento; a etapa de exclusividade da Petrobras, onde se vislumbram quatro etapas - 1954/1968: Fase Terrestre, 1969/1974: Fase Marítima/Plataforma Rasa, 1975/1984: Fase Marítima/Plataforma Rasa/Bacia de Campos, e 1985/1997: Fase Marítima/Bacia de Campos/Águas Profundas, cada uma delas com características particulares e responsável por sucessivos incrementos na reserva petrolífera do País, que alcança hoje cerca de 16 bilhões de barris de óleo-equivalente; e a fase atual, sob a vigência da Nova Lei do Petróleo, caracterizada por intensa atividade em que várias companhias nacionais e estrangeiras atuam tanto em áreas anteriormente trabalhadas como em desafiadoras novas fronteiras.

Hidrato de gás, ou clatrato é um sólido cristalino sendo composto de água e gases de peso molecular pequeno. Os hidratos de metano são abundantes em sedimentos submarinhos nas margens continentais. A distribuição dos clatratos pode ser mapeada através de perfilagem sísmica, perfis de poço, e amostragem geoquímica. A quantidade estimada de hidratos de gás submarino no mundo equivale aproximadamente a duas vezes o total de todos os recursos convencionais de óleo e gás. Entretanto, a exploração de hidratos de gás submarino como fonte de energia ainda não é viável em termos técnicos ou econômicos. Deslizamentos de grandes proporções podem ser desencadeados pela dissociação dos hidratos. O gás liberado durante um evento dessa natureza pode entrar na atmosfera, estimulando o efeito estufa. O talude continental do Brasil mostra em várias localidades assinaturas geofísicas da presença de hidratos de gás, e isto não é incomum, uma vez que as condições geológicas adequadas para a formação deste mineral são encontradas em outras áreas da margem continental. Apesar da existência de recurso como os hidrocarbonetos não-convencionais em águas brasileiras, esses também apresentam um risco desconhecido quanto às operações de exploração e de produção em campos de óleo e gás já em desenvolvimento em águas profundas.

Os processos geológicos que atuam na formação da crosta oceânica são eventuais geradores de intensa atividade hidrotermal, a qual é por sua vez capaz de garantir a existência de uma exótica comunidade biológica em profundidades aonde não chega a luz solar e ainda produzir importantes depósitos minerais. Desde a descoberta do primeiro depósito de sulfetos metálicos na Cadeia do Pacífico Leste, hoje são conhecidos cerca de 100 sítios hidrotermais associados a uma variedade de depósitos minerais. Estas ocorrências têm lugar em diferentes ambientes tectônicos, porém não são contínuas globalmente. Apenas algumas regiões possuem as condições ideais para a formação de plumas hidrotermais, sobretudo aquelas que são influenciadas por anomalias térmicas do manto e, portanto, onde as rochas da crosta oceânica são mais aquecidas em profundidade. Estas rochas devem não somente ser quentes como também possuir falhas, fraturas e fissuras a fim de garantir um caminho bastante permeável para a circulação hidrotermal e a formação de fontes hidrotermais. Ao penetrar na crosta oceânica a água do mar mais fria interage com as rochas intensamente aquecidas e transforma-se num fluido hidrotermal de alta temperatura (300°-400°C) com baixo pH e Eh. Este fluido retorna para a superfície lixiviando e transportando metais e outros elementos, os quais serão eventualmente precipitados como depósitos de sulfetos maciços na superfície do fundo oceânico ou como depósitos do tipo stockwork em subsuperfície. Em geral, estes depósitos são encontrados em profundidades médias da ordem de 2500 m e ocorrem em altas concentrações de cobre (calcopirita), zinco (esfalerita), chumbo (galena) e ainda ouro e prata. Estima-se que os depósitos podem atingir proporções entre 1 e 100 milhões de toneladas. Muitas empresas de mineração têm acompanhado com interesse o desenvolvimento das pesquisas sobre os depósitos de sulfetos metálicos no fundo dos oceanos, até mesmo porque estes têm sido interpretados como análogos modernos de ocorrências de sulfetos metálicos no passado geológico, proporcionando assim melhores modelos para a exploração e explotação mineral no continente. Neste trabalho apresentamos uma revisão sobre a ocorrência dos depósitos de sulfetos metálicos marinhos, com ênfase na sua formação, nos métodos de investigação, na localização dos principais depósitos, na sua mineralogia e conteúdo em metais, no seu potencial como recursos minerais e prováveis impactos na sua explotação.

Os depósitos ferromanganesíferos (nódulos polimetálicos e crostas cobaltíferas) são considerados recursos minerais muito promissores pelos altos conteúdos de metais importantes, como Ni, Co, Cu e Mn. Entretanto, apresentam extrema variabilidade de distribuição, morfologia, propriedades físicas, químicas e mineralógicas, o que interfere sobremaneira nos processos de mineração e de tratamento de minério. A investigação sistemática dos principais depósitos, no Pacífico e Índico, nos últimos 30 anos, permitiu identificar os fatores de controle da formação dos campos de nódulos e dos pavimentos de crostas polimetálicas. Uma revisão resumida desse conhecimento é apresentada neste trabalho. A condição inicial básica para a formação dos depósitos é a combinação de localização de fontes de metais com circulação oceânica superficial para prover Fe, Mn e elementos menores como Na, Ca, Sr, Ni, Cu, Co, Mo. Os processos de precipitação podem ser hidrogenéticos e/ou diagenéticos. No processo hidrogenético, formam-se oxi-hidróxidos coloidais complexos, enriquecidos em Fe e Co que precipitam diretamente sobre os topos de nódulos ou formam crostas sobre superfícies de afloramentos rochosos expostos por milhões de anos à ação de correntes, em encostas de montes, cristas e platôs submarinos. Nas baixas latitudes, zonas de produtividade primária superficial baixa a moderada favorecem processos biogênicos e diagenéticos de crescimento de nódulos enriquecidos em Mn, Ni e Cu. A profundidade do assoalho oceânico varia geralmente de 4.000 m a 5.500 m, na faixa ou abaixo da profundidade de compensação de carbonato. Topografia local irregular e sedimentação terrígena desprezível possibilitam o crescimento e o enriquecimento metálico de nódulos. As condições geológicas e oceanográficas do Atlântico Sul são mais favoráveis aos processos hidrogenéticos de formação de crostas cobaltíferas. Porém, somente com estudos sistemáticos será possível avaliar adequadamente o potencial de depósitos de Fe-Mn de mar profundo, nesta região.

As atividades de mineração no mar podem causar diversos tipos de impactos ambientais aos ecossistemas marinhos, principalmente devido à destruição de habitats, que é um dos principais fatores que causam o declínio do número de espécies em todo o globo. Além de interferir diretamente no fundo submarino, as atividades de mineração podem causar um aumento da turbidez da água, com conseqüências para a produtividade primária local. Podem, introduzir e promover a liberação de nutrientes, causando a eutrofização e também a introdução de substâncias tóxicas, que quando incorporadas à biota, alteram o crescimento, a taxa de reprodução e a sobrevivência das espécies. Os métodos para identificação dos impactos ambientais das atividades de mineração no mar visam estabelecer se estas introduzem poluentes, determinar a biodisponibilidade desses poluentes, verificar a existência de respostas mensuráveis do ambiente e estabelecer a relação causal entre resposta e poluentes. Estes métodos empregam três abordagens: mensuração de concentrações de poluentes no meio físico (água e sedimento) e biótico (bioacumulação); estudos de laboratório ou de campo que visam estabelecer a existência de respostas toxicológicas dos organismos aos poluentes; e estudos de campo sobre modificações na estrutura e processos dos ecossistemas.

As três últimas décadas do século XX foram marcadas por uma intensa atividade relacionada à exploração dos recursos minerais localizados no leito dos oceanos além das juridições nacionais. Nos anos 70 e 80, consórcios internacionais, constituidos por mais de 40 empresas de mineração, e agências governamentais provenientes de dezesseis países investiram centenas de milhões de dólares para localizar depósitos e estudar metodos de mineração e processamento de nódulos polimetálicos de leito marinho. Paralelamente, se desenrolou a III Conferência das Nações Unidas sobre o Direito do Mar. A Convenção das Nações Unidas sobre o Direito do Mar foi estabelecida em dezembro 1982 e em julho de 1994 foi adotado um acordo de implementação da Parte XI da Convenção, o qual regulamenta as atividades de aproveitamento dos recursos minerais localizados no leito dos oceanos além das juridições nacionais. O Acordo e a Parte XI da Convenção devem ser interpretados e aplicados como um instrumento único. A Convenção declara que os recursos minerais da área internacional dos oceanos são patrimônio comum da humanidade e cria a Autoridade Internacional dos Fundos Marinhos para organizar e controlar as atividades relativas ao aproveitamento destes recursos. Em meados dos anos 80, a situação econômica mundial se deteriorou face à desaceleração do crescimento industrial. Contudo, as empresas de mineração oceânica não se deixaram intimidar pela situação. No ponto de vista destas empresas, a posse de um sítio de mineração oceânica representa um capital financeiro, estratégico e político que vale a pena preservar. Nos anos 90, sete agências governamentais submeteram à Autoridade Internacional dos Fundos Marinhos seus planos de trabalho para exploração de nódulos polimetálicos. Até o presente momento seis delas já assinaram seus contratos de exploração junto à Autoridade. Desta forma, mais de 1.800.000 km² de áreas de exploração (equivalente a mais de 20% da superfície do território brasileiro) situadas nos oceanos Pacífico e Índico foram atribuídos a estas agências e à Autoridade para que esta possa conduzir suas próprias atividades de exploração. Atualmente a Autoridade está em vias de elaboração de regulamentos para a exploração de sulfetos polimetálicos e de crostas cobaltíferas situados no leito dos oceanos além das jurisdições nacionais. Logo que a Autoridade aprovar estes regulamentos, outras áreas também poderão ser determinadas para a exploração destes recuros. O começo do século 21 parece marcar o início de um esforço sistemático para o aproveitamento dos recursos minerais localizados no leito dos oceanos além das jurisdições nacionais. Este momento histórico requer uma especial atenção por parte das autoridades brasileiras no sentido de assegurar que os recursos minerais da parte internacional dos oceanos, especialmente aqueles localizados no Atlântico Sul, possam vir a constituir uma reserva econômica, estratégica e política para futuras gerações brasileiras.

This paper analyses sprectrometric data of the Aerogeophysical Project Serra do Mar Sul (APSMS) in the Meso to Neoproterozoic basement of eastern Paraná state, southern Brazil. Three main lithostratigraphic units are found, elongated N30-40E. The easternmost is the Três Córregos Granitic Complex (TCGC), constituted by calc-alkaline granites and their mega-enclaves. The central unit is the low-grade metamorphic Itaiacoca Group. The western strip is occupied by the mostly calc-alkaline Cunhaporanga Granitic Complex (CGC), also with large enclaves. Further west, the molassic volcano-sedimentary Eopaleozoic Castro Group, deposited in a graben, overlies unconformably the CGC. The Devonian sandstone Furnas Formation, to the west, is the main unit of the Paraná Basin in this region. The Cretaceous Banhadão alkaline massif (8 km²) intrudes the TCGC. The heavily weathered central-northern area of the CGC is in part covered by the alluvial deposits of the Iapó drainage basin. Data were corrected with a cosine directional filter (degree 6), and presented as cps (counts per second). U and K give answers that may be spurious, not always correlated with the geology. Most CGC intrusions present rather high Th-U, lower total (TC) and very low K counts, as opposed to the values found in the TCGC. High TC are found in some of the more evolved plutons within the CGC (e.g., the A-type Serra do Carambeí Granite). The TCGC granites can be divided into two radiometric domains, one adjacent to the Itaiacoca belt and another to the E-SE (visible in TC and K counts), corresponding to the São Sebastião Granite. The mega-enclaves show lower counts in all channels than the surrounding granites. The Itaiacoca belt is marked in TC and U-Th maps by low to medium counts. The Castro Group shows a complex pattern controlled by lithology. The Furnas sediments show low to medium responses (TC map). The Iapó river deposits stand out clearly by very low counts (TC, U, Th) against the CGC rocks.

Este trabalho mostra os resultados obtidos com a realização de ensaios geofísicos na em áreas de lavra de areia, no município de Descalvado, SP. O objetivo dos ensaios é o de detectar cavidades no interior de arenitos, pertencentes às Formações Pirambóia e Botucatu. Estas cavidades formaram-se com o rebaixamento do lençol freático, necessário para as operações de extração da areia. As técnicas geofísicas utilizadas foram: gravimetria, eletrorresistividade (caminhamento elétrico dipolo-dipolo) e radar de penetração no solo (GPR). Na primeira etapa dos trabalhos foram utilizados a gravimetria e a eletrorresistividade em uma bancada onde ocorreu um desmoronamento devido ao abatimento do teto de uma cavidade. Os resultados obtidos com estas duas técnicas foram coerentes pois a gravimetria mostrou baixos gravimétricos indicando uma "ausência de massa" na área de influência da cavidade e o caminhamento detectou um esperado aumento de resistividade elétrica nesta mesma área. Na segunda etapa, com a realização dos ensaios de GPR em uma bancada próxima à anterior, foi possível detectar cavidades por meio das feições hiperbólicas detectadas nos radargramas.

Este trabalho apresenta um uso da geofísica aplicada em uma situação de ambiente urbano. O objetivo dos levantamentos foi o de delimitar a extensão da zona afetada por um colapso e desmoronamento do teto de um túnel em construção sob o Parque do Ibirapuera na capital paulista. São descritos e apresentados os resultados obtidos através do emprego dos métodos geofísicos geoelétricos e suas técnicas, em uma situação emergencial e de risco em uma área urbana na cidade de São Paulo. Também são comparadas as técnicas/arranjos de campo e a forma de apresentação e interpretação dos mesmos. Os métodos empregados foram a Eletrorresistividade, Polarização Induzida (IP) e Potencial Espontâneo (SP). Os trabalhos de campo e interpretação preliminar foram efetuados em apwenas um fim de semana (sábado e domingo). Os resultados mostraram-se plenamente satisfatórios e possibilitaram significativa redução nos custos nas obras de remediação da área do incidente, cuja área decresceu da inicialmente estimada pela engenharia (20x20 m) para 3x5 m definida pelos estudos geofísicos.

Os coeficientes de reflexão de onda qP em uma interface plana que separa dois meios anisotrópicos dependem dos parâmetros elásticos dos meios envolvidos de maneira não linear. Aproximações lineares para a refletividade de ondas qP pressupondo fraco contraste de impedância e fraca anisotropia levam a uma forma simples para se fazer à análise de AVO/AVD. Neste trabalho a solução das equações de Zoeppritz é rescrita explicitamente em função de matrizes de impedância e polarização. Além disso, utilizando-se esta abordagem, é apresentada uma metodologia geral mais simples para se obter as formas linearizadas. Estas formas linearizadas para os coeficientes de reflexão da onda qP e das ondas convertidas para uma onda qP incidente apresentam resultados muito próximos da formulação exata para ângulos de incidência menores que 30(0) considerando-se um contraste de impedância moderado e anisotropia em limites geologicamente aceitáveis.

Descreve-se uma campanha de medidas de monóxido de carbono (CO), a bordo de avião, para caracterizar a distribuição das concentrações numa região em que se observou um processo especial de transporte das massas de ar, que pode levar o produto das queimadas para regiões de pouca queima. O processo de queima injeta diretamente o CO na troposfera, próximo à superfície. Para quantificar a produção local de poluente, foi feito um levantamento quantitativo sobre os focos de queimada na superfície com base em dados de satélite. Um programa de cálculos de trajetória foi usado para informar o padrão de circulação de massas de ar na área de estudo. As trajetórias em destaque definem um "corredor de circulação de massas de ar", onde o transporte dos gases de queimada de regiões fonte para não fonte é privilegiado. Com estas informações e os dados adicionais de medidas de concentração de CO, obteve-se as proporções de CO, transportadas para diversas regiões na área da circulação estudada. O caso mais intenso mostra que na região ao norte de Mato Grosso do Sul e sul do estado de Goiás são injetados até 200 ppbv de CO (da ordem de 70% do valor observado), na época crítica. Já ao norte do estado do Paraná, 45% do valor observado de CO vem por transporte das regiões de maior índice de queima.

Campos Acumulados de Descargas atmosféricas à terra (CAD) são examinados como fonte na diagnose da estrutura e evolução dos sistemas de mesoescala observados por satélite e radar associados com 16 passagens de frentes e 9 casos de ciclogênese local, durante o inverno de 1999, na região sul do Brasil e do Oceano Atlântico. As maiores taxas de descargas nuvem - terra são associadas à ciclogênese local, em média, 4 (quatro) vezes maior do que as taxas de raio associadas às frentes frias. Construindo a sobreposição dos CAD numa imagem de vídeo, em intervalos de tempo de 0,5 à 2 horas, e código de cores apropriado, foi determinado o seguinte: a) orientação e velocidade das frentes frias, representadas por faixas lineares estreitas ou arcos não acentuados; b) seções frontais (quente e fria) do ciclone e onda frontal, reconhecidas pela sua forma convexa e côncava; c) convecção em desenvolvimento e dissipação com as mesmas características nas imagens de satélite em infravermelho, discriminadas pela forma de CAD e polaridade preferencial das descargas. A análise de 37 sistemas de mesoescala classificados em 6 (seis) padrões de eco de radar, indica que a taxa de raios oscila periodicamente durante a evolução do sistema, crescendo com a extensão da altura de eco de Z>30 dBZ em direção às temperaturas negativas. A área de eco >30 dBZ dos sistemas, com núcleos de refletividade maior do que 50 dBZ e alturas de 30 dBZ maiores do que 7,5 km, produz mais do que 0,025 descarga .h-1. km-2. Os sistemas lineares e não lineares das tempestades severas e os lineares moderados acompanhados por regiões estratiformes extensas produzem número de descargas maior do que em outros sistemas.

Em aplicações ligadas à área de engenharia civil, o ensaio "crosshole" (entre furos) é o método mais utilizado para determinação das propriedades elásticas dos maciços por intermédio da medida das velocidades de propagação das ondas P e S. Por outro lado, seu uso tem sido limitado somente a grandes obras, devido principalmente, aos custos envolvidos na sua execução. Isto é devido, principalmente, à necessidade da perfuração de furos especiais para acomodar os equipamentos utilizados. Com vistas a diminuir tais custos, foi desenvolvida uma fonte sísmica, de pequeno diâmetro e de baixo custo, possível de ser utilizada nos furos de sondagem normalmente executados para os ensaios SPT (Standard Penetration Test), durante a fase de investigação em solos. O diâmetro externo máximo desta fonte é de 40 mm, o que permite instalá-la em revestimentos com 50 mm de diâmetro externo (46 mm interno). Dessa forma, o revestimento pode ser facilmente instalado em furo com 75 mm (3") de diâmetro máximo, permitindo, também, o preenchimento do espaço anelar com calda de cimento. A fonte sísmica é fixada na parede do revestimento por meio de um sistema pneumático e, por meio de um êmbolo deslizante gera principalmente ondas S. O uso dessa fonte em diversas obras tem evidenciado sua praticidade devida mormente ao seu pequeno tamanho e baixo peso.

Investigação pioneira aplicando Radar de Penetração no Solo (GPR) na área da Praia do Atalaia, norte do Brasil, nos permitiu caracterizar, pela primeira vez, fácies e estratigrafia dos depósitos conhecidos informalmente como Sedimentos Pós-Barreiras (Plioceno e mais recente). Esta sucessão sedimentar recobre discordantemente o embasamento miocênico, representado pelas formações Pirabas/Barreiras. Três unidades estratigráficas foram reconhecidas. A Unidade 1, inferior, consiste em um intervalo com 6 m de espessura média dominado por reflexões pobremente definidas e de baixa amplitude, e que intergradam com reflexões de média escala dos tipos tangencial, obliquo e hummocky. A Unidade 2, intermediária, possui cerca de 9 m de espessura e inclui, principalmente, reflexões oblíquas de larga escala, cujas configurações variam de paralela, tangencial, sigmoidal a sigmoidal-complexa. A Unidade 3, superior, corresponde a um intervalo entre 3,5 e 9 m de espessura, sendo dominada por reflexões hummocky, seguidas por reflexões de média escala dos tipos oblíquo, paralelo a sub-paralelo, e em corte-e-preenchimento. A análise da configuração das reflexões internas e geometria das reflexões nos leva a propor que a unidade correspondente aos Sedimentos Pós-Barreiras é mais variável faciologicamente que inicialmente imaginado, incluindo depósitos eólicos (dunas costeiras), bem como depósitos de cordão litorâneo, planície de maré, canal e mangue. Além disto, o mapeamento das três unidades descritas acima é importante para desvendar a complexidade de sedimentação versus erosão durante o Neógeno tardio no norte do Brasil.

Este trabalho apresenta o refinamento da malha gravimétrica da região do Vale do Paraíba do Sul, leste do estado de São Paulo, através da implantação de 646 novas estações. Além das tradicionais correções Free-Air e Bouguer, foi necessário utilizar a Correção de Terreno devido à proximidade das serras da Mantiqueira e do Mar. Foi gerado, além do Mapa Bouguer para a região leste do estado, um Mapa Bouguer de Anomalia Residual, aplicando-se os filtros Continuação para Cima e Passa-Alta. Modelagens gravimétricas 2D foram realizadas em 4 perfís, utilizando modelos bi-dimensionais para os corpos causadores das anomalias, objetivando o melhor entendimento do arcabouço tectônico da Bacia de Taubaté. A partir da integração com dados de sísmica de reflexão, foi interpretada uma espessura sedimentar máxima de 800 metros. Também foi interpretado um corpo alcalino ultramáfico, situado em sub-superfície na região da cidade de Caçapava.

Foram realizadas 43 sondagens magnetotelúricas, totalizando oito seções, na parte central da bacia sedimentar do São Francisco, região Norte do estado de Minas Gerais. Este estudo visou mapear a estrutura geoelétrica da bacia. O levantamento foi superposto a 10 linhas sísmicas, cobrindo 11.000 km² de área. O espaçamento entre as sondagens foi irregular e a freqüência utilizada variou de 0,001 até 400 Hz, permitindo investigar até 60 km de profundidade. Os dados foram corrigidos do efeito de deslocamento estático através da mediana da resistividade do primeiro condutor. Utilizou-se um invariante do tensor impedância para interpretar a estrutura geoelétrica da bacia. Apresenta-se neste trabalho o resultado de uma seção geoelétrica obtida através de inversão 1D. Foi identificada uma seqüência de horizontes condutivos e resistivos, correspondentes ao pacote sedimentar e o topo do embasamento geoelétrico, que caracterizam a bacia do São Francisco. Além disso, identificou-se uma zona condutiva e outra resistiva a profundidades crustais. Os resultados apresentaram uma boa concordância com os dados sísmicos e gravimétricos, enquanto a concordância com o perfil de eletrorresistividade do poço existente na área de investigação foi apenas razoável.

Dados de sondagens elétricas verticais de resistividade, de polarização induzida (PI), e medidas superficiais de potencial espontâneo (PE), permitiram avaliar as condições hidrológicas subterrâneas na região do novo aterro sanitário de Salvador, Bahia, antes de sua efetiva utilização. A inversão conjunta dos dados de PI-resistividade permitiu diferenciar zonas de maior argilosidade nos arenitos da Formação Barreiras. Permitiu também mapear a topografia do substrato aqüífero, a conformação do nível do lençol freático e os padrões gerais da circulação subterrânea de água nessa formação. Os dados de PE, obtidos em torno das duas primeiras células já construídas para disposição do lixo, confirmam a orientação geral do fluxo hídrico e definem as principais áreas de recarga e descarga no entorno das células. O quadro hidrológico-petrofísico resultante constitui um referencial útil para checar eventuais danos ambientais futuros relacionados à disposição de lixo urbano na área.

The Cariri Airglow Observatory has been in operation since November, 1997. This observatory has a multi-filter photometer to measure the airglow emission intensities in the frequencies of OI557.7 nm, OI630.0 nm, NaD, OH(6,2) band, O2 Atmospheric (0-1) band , and the OH and O2 rotational temperatures. The observatory is located at São João do Cariri, State of Paraíba, one of the driest region in Northeast Brazil, situated at 7.4ºS, 36.5ºW. Day to day continuous observations (13 days around the new moon period) allow us to study nocturnal, day to day and seasonal variation of the airglow emission intensities. The nocturnal variations of the mesospheric emissions and OH(6,2) rotational temperature have shown strong seasonal dependence with maxima in equinox and minima in solstice. The OI557.7 nm presented the largest relative amplitude (0.42) whereas the rotational temperature presented the smallest relative amplitude (~0.03) and annual averages equal to 231 K. The annual averages of the intensities in OI557.7 nm, O2(0,1) and OH(6,2) were 124 R, 321 R and 1323 R, respectively. Variation of airglow intensities of 2 and 3 days were observed in OI5577 and O2(0,1).

All bodies in the universe are constantly absorbing heat from surrounding thermal sources. This heat will be reemitted after a time lag. The temperature at each point of the heated surface will determine the frequency n of the photons sent out in such way that the total momentum associated to this process of energy loss depends on how the temperature is distributed at the surface. If the total momentum is not null, a thermal force will be produced whose intensity and direction will depend, fundamentally, on the temperature distribution at the surface: points with high temperature will re-emit photons with high frequencies and vice-versa. High frequency implies a great loss of momentum in the emission direction, and consequently great re-emission force in the opposite direction. But, not only the temperature can determine the frequency of the photons sent out but also the state at rest or movement of the body. When it presents some kind of movement (rotation, translation, etc.), the Doppler effect will change the frequencies of these photons and the frequency nu must be replaced by <FONT FACE=Symbol>n¢</FONT> . As a consequence, the resulting force will change too. In this work, we model the temperature variation (frequency variation) due to the Doppler effect and apply the new temperature distribution in the thermal re-emission model. The total force obtained by this "relativistic" thermal re-emission model has two terms: 1) the standard thermal re-emission force (without Doppler considerations) and 2) the relativistic correction of this force, similar to the standard Poynting-Robertson force. The thermal re-emission model presented here indicates that, in general, most of the several disturbing forces can be unified, providing a new and simple view for the understanding of the entire physics involved in such phenomena.

Since 1976 when the LAGEOS I satellite was launched, the evolution of thermal re-emission effects has been observed and modeled. The effect of sun and earth heating has been analyzed separately and thermal models have been able, almost completely, to explain most of the residuals observed. However, after more than fifteen years of reasonable agreement between theory and observations, unexpected peaks in the along-track perturbations appeared and brought new attention to the problem of thermal force modeling. The efforts to explain these unexpected residual effects have produced interesting works such as the redefinition of the average coefficient of reflectivity (pressure of direct solar radiation), the Yarkovsky-Schach effect (thermal re-emission due to the solar heating), and the effect of asymmetrical reflection at the satellite's surface. Despite the lack of detailed data about the spin axis evolution, changes in the spin axis orientation have been also analyzed, however, none of these effects or corrections seems able to explain the observations. We present in this paper a unified thermal model that includes, simultaneously, the effects of sun and earth heating. The close connection between energy source coordinates (sun and earth) and the periodicity of satellite rotation and translation leads to complex sinusoidal functions that can explain the sudden peaks of maximum and minimum. We show that the residuals observed for LAGEOS I satellite can be predicted and explained by the thermal model presented and we also extend the analysis to a set of test-satellites with different spin axis inclinations concluding that the most stable spin axis configuration is the 90°-03°: spin axis perpendicular to the satellite orbital plane related to the Earth (90°) and spin axis lying on the orbital plane related to the Sun (03°). This configuration is desirable from the point of view of orbit stability because it minimizes the thermal re-emission effects and does not present great peaks of maximum after some years of orbit.