Resumo O presente trabalho tem por objetivo apresentar uma avaliação da resposta dos atributos sísmicos (Amplitude Instantânea, Amplitude RMS, Energia e Frequência Instantânea) em diferentes tipos de substratos marinhos, correlacionando-os com características sedimentológicas das amostras coletadas. Foram analisados perfis sísmicos obtidos com um perfilador de subsuperfície com sinal do tipo CHIRP modelo SB-216S da marca EdgeTech, com frequência de trabalho de 2 e 16 kHz. O método se deu a partir da análise estatística não-paramétrica de Kruskal-Wallis foi aplicada para comparar o comportamento dos atributos com as diferentes classes dos grãos das amostras (subagrupadas segundo o grau de seleção) e com diferentes feições. Com base na análise dos resultados, foi possível distinguir dois grupos distintos nas amostras, o grupo SAMF (silte e areia muito fina) e o grupo AFMG (areia fina, areia média e areia grossa). Como conclusão, pode-se dizer que os atributos não foram capazes de distinguir entre as classes mais próximas dos grãos. Utilizando o coeficiente de Spearman foi verificado que o atributo "Amplitude Instantânea" mostrou-se mais eficiente em separar os dois conjuntos. Comparando sedimentos, gás e rocha, os atributos que utilizaram o atributo "amplitude" foram eficazes em separar os sedimentos do gás e da rocha, porém não os distinguiram entre as duas feições, visto que elas apresentaram amplitudes muito altas, mas semelhantes entre si. O atributo "Frequência Instantânea" mostrou-se eficaz na diferenciação entre sedimento, rocha e gás, o sedimento apresentou uma maior banda de frequência, a rocha uma faixa intermediária e o gás a menor delas.

Abstract This paper presents an evaluation of the response of seismic reflection attributes in different types of marine substrate (rock, shallow gas, sediments) using seafloor samples for ground-truth statistical comparisons. The data analyzed include seismic reflection profiles collected using two CHIRP subbottom profilers (Edgetech Model 3100 SB-216S), with frequency ranging between 2 and 16 kHz, and a number (38) of sediment samples collected from the seafloor. The statistical method used to discriminate between different substratum responses was the non-parametric Kruskal-Wallis analysis, carried out in two steps: 1) comparison of Seismic Attributes between different marine substrates (unconsolidated sediments, rock and shallow gas); 2) comparison of Seismic Attributes between different sediment classes in seafloors characterized by unconsolidated sediments (subdivided according to sorting). These analyses suggest that amplitude-related attributes were effective in discriminating between sediment and gassy/rocky substratum, but did not differentiate between rocks and shallow gas. On the other hand, the Instantaneous Frequency attribute was effective in differentiating sediments, rocks and shallow gas, with sediment showing higher frequency range, rock an intermediate range, and shallow gas the lowest response. Regarding grain-size classes and sorting, statistical analysis discriminated between two distinct groups of samples, the SVFS (silt and very fine sand) and the SFMC (fine, medium and coarse sand) groups. Using a Spearman coefficient, it was found that the Instantaneous Amplitude was more efficient in distinguishing between the two groups. None of the attributes was able to distinguish between the closest grain size classes such as those of silt and very fine sand.

RESUMO Este artigo tem o objetivo de estimar o run-up em praias de enseada a partir de estudo realizado na Enseada do Itapocorói, localizada em uma costa de micromarés no sul do Brasil utilizando o parâmetro de similaridade de surf (surf similarity parameter) e altura de ondas no ponto de quebra. A metodologia aplicada foi dividida em quatro etapas: 1) medição direta de ondas (34 dias), medidas de wave run-up (19 dias em 7 pontos da baía), medições topo-batimétricas; 2) testes com as fórmulas disponíveis na literatura para cálculo do run-up; 3) uso do modelo espectral SWAN para simular a propagação das ondas e obter os parâmetros de ondas no ponto de quebra no momento das medições do run-up e; 4) desenvolvimento de uma nova abordagem para estimar o run-up em praias de enseada (aplicável às áreas protegidas e expostas da enseada). Os resultados demonstram que, durante os experimentos, a altura significativa de onda variou entre 0,5 e 3,01 m, o período médio entre 1,79 e 7,76 s (o período de pico entre 2,95 e 17,19 s), a direção média entre 72,5° e 141,9° (a direção de pico entre 39,2° e 169,8°) e a declividade da face da praia (tan β) entre 0,041 e 0,201. A fórmula proposta apresenta boa concordância com os dados medidos para diferentes condições de ondas e graus de proteção da praia. Como conclusão destaca-se que, apesar do R² variar entre 0,52 e 0,75, a distribuição das medições de run-up apresentou boa concordância com o modelo proposto, como demonstrado pela análise quantil-quantil (R²=0,98 a 0,99). Os erros observados em casos individuais podem estar relacionados a erros das medições, do modelo e aos processos não lineares presentes na zona de espraiamento, como as ondas de infragravidade.

ABSTRACT This paper presents a new approach for estimating run-up on embayed beaches based on a study of the microtidal coast of Itapocorói Bay, Southern Brazil using the surf similarity parameter and wave height at break location. The four step methodology involved: 1) direct wave measurement (34 days), wave run-up measurement (19 days at 7 points within the bay), measurement of bathymetry and beach topography in the entire bay; 2) tests on available formulae to calculate wave run-up; 3) use of the SWAN spectral wave model to simulate wave parameters at breaking at each wave run-up measurement point and; 4) development of a new formula/approach to assess wave run-up on embayed beaches (in both exposed and protected areas). During the experiments the significant wave height varied from 0.5 m to 3.01 m, the mean wave period from 2.79 s to 7.76 s (the peak period varied between 2.95 s and 17.18 s), the mean wave direction from 72.5° to 141.9° (the peak direction varied from 39.2° to 169.8°) and the beach slope (tan β) from 0.041 to 0.201. The proposed formula is in good agreement with measured data for different wave conditions and varying degrees of protection. The analysis demonstrates that although R² varies from 0.52 to 0.75, the wave run-up distribution over the measurements agreed well with the proposed model, as shown by quantile-quantile analysis (R²=0.98 to 0.99). The errors observed in individual cases may be related to errors of measurements, modeling and to non-linear processes in the swash zone, such as infragavity waves.

Resumo Este artigo apresenta a distribuição espacial das estruturas de gás raso e as classifica com base em dois conjuntos de dados de registros sísmicos diferentes com o CHIRP, um na Lagoa da Conceição (CL) e o outro na Baía Norte (NB), ambos na Ilha de Santa Catarina, sul do Brasil. Os dados de sonar de varredura lateral da CL foram usados para facilitar a interpretação. Os dados sísmicos de subsuperfície (SB) foram processados e interpretados por meio do software SeisPrho e os dados obtidos com o sonar de varredura lateral (SSS), pelo software SonarWiz5. A medida espacial foi realizada por intermédio de GIS. As estruturas de gás raso foram definidas de acordo com as formas apresentadas nos registros sísmicos (eco-caráter). Na CL, as acumulações rasas de gás foram encontradas sob a forma de escapes nas exsudações e feições apresentando estruturas de gás superficial, entre a superfície e 8,20 ms (cerca de 12,3 m). Estas acumulações de gás foram encontradas na forma de Cobertura Acústica com Plumas Acústicas associadas, além de Sombra Negra. As pockmarks foram observadas no fundo da lagoa, ligadas aos escapes de gás (diâmetro médio de 0,97 ± 0,19 m e densidade de 54 a 242 unidades por 50 m2). Na NB observou-se três tipos de estruturas de gás raso no perfil sísmico, ou seja, de Cobertura Acústica, Pináculos de Turbidez e Plumas Intrssedimentares. A profundidade variou da superfície até 12,10 ms (cerca de 18,15 m). Em ambos os ambientes, o gás é expelido a partir do sedimento para a coluna de água. As pockmarks na CL e na NB, as feições de pluma acústica e os sedimentos ricos em enxofre total validam essa evidência.

Abstract This paper presents the spatial distribution of shallow gas structures and classifies them on the basis of two different data sets of CHIRP seismic records, one from the Conceição Lagoon (CL) and the other from North Bay (NB), both on Santa Catarina Island, Southern Brazil. Side scan sonar data from the CL were used to facilitate the understanding. The sub bottom (SB) seismic data were processed and interpreted by means of the SeisPrho software, the side scan sonar (SSS) data by SonarWiz5 software and the spatial extension being measured with the help of GIS. The shallow gas structures were defined in accordance with their shapes in the seismic recordings (echo-character). At the CL, shallow gas accumulations were found in the form of seepages and features presenting shallow gas structures between the surface and 8.20 ms (around 12.3 m). Accumulations of gas were found in the form of Acoustic Blanking with Acoustic Plume, and also Black Shadows. Pockmarks were found on the lagoon floor and associated with gas seepages (average size diameter 0.97 ± 0.19 m and density from 54 to 242 units per 50 m2). In the NB three types of shallow gas features were found in the seismic profile, namely Acoustic Blanking, Turbidity Pinnacles and Intra-sedimentary plumes. The depth varied from the surface to 12.10 ms (around 18.15 m). In both environments, the gas is escaping from the sediment into the water column. The Pockmarks in the CL and the Acoustic Plume features and sediment rich in total sulfur in the NB validate these findings.