Efectos de focalización elástica en modelos de atenuación de onda Rayleigh
Las amplitudes de las ondas Rayleigh representan el conjunto de datos principales utilizados para la creación de imágenes de atenuación de cizalla del manto superior a escala global. Además de la atenuación, las amplitudes de las ondas superficiales, se ven influenciadas por la excitación de la fuente sísmica, la focalización y la dispersión por la heterogeneidad elástica, la estructura local en el receptor y la respuesta del instrumento. El desafío que representa el aislar la señal de atenuación de estos otros efectos, limita tanto la resolución de los modelos de atenuación en general y el nivel de consistencia entre diferentes estudios de atenuación. Si bien los términos fuente y receptor se pueden estimar mediante métodos relativamente simples, los efectos de focalización de la amplitud, son una gran componente de la señal de la amplitud y son sensibles a anomalías de velocidad a diversas escalas.
En este estudio, se investiga cómo diferentes tratamientos teóricos para efectos focalizados de la amplitud de ondas Rayleigh, tienen influencia en los modelos de atenuación recuperados. Se analiza un nuevo conjunto de datos del modo fundamental de la fase y amplitud de la onda Rayleigh en períodos de 50 y 100 s. Las amplitudes generadas por los efectos focalizados son pronosticados a partir de la aproximación del rayo de mayor círculo (GCRA; great-circle ray approximation), la teoría rayo exacto (ERT; exact ray theory), y la teoría de frecuencia finita (FFT; finite-frequency theory). Se utilizan para las predicciones mapas de fase-velocidad ampliados a armónicos esféricos de grado 20 y de grado 40.
Después de la corrección de los efectos de focalización, los datos de amplitud son invertidos para los mapas de atenuación globales y para la frecuencia dependiente de la fuente y los factores de corrección del receptor. Los mapas de atenuación de grado-12, basados en diferentes correcciones para los efectos de focalización, contienen las mismas características a gran escala, a pesar de que la magnitud de las variaciones de atenuación depende de la corrección de la focalización.
La reducción de la diferencia de las amplitudes depende fuertemente de las amplitudes de focalización pronosticadas, con la mayor reducción de la divergencia para los rayos aproximándose a 50 s y para FFT a 100 s. Aunque la falta de tomar en cuenta los efectos de focalización introduce distorsiones en los modelos de atenuación en los grados de armónicos esféricos mayores, la estructura de grado bajo se puede recuperar con consistencia. Los nuevos mapas de atenuación se comparan favorablemente con estudios anteriores de atenuación derivados mediante conjuntos de datos de amplitud independientes.
Geophysical Journal Int. (2016)
doi: 10.1093/gji/ggw322
