Ingenieros Geofísicos

Se explora qué tan precisa puede ser la alerta temprana de terremotos (EEW - earthquake early warning), dada nuestra capacidad limitada para pronosticar el temblor esperado incluso si se conoce la fuente del terremoto. Variabilidad del movimiento del terreno y precisión de alerta sísmica. Créditos: Minson, Sarah E. Debido a la gran variabilidad de las métricas de movimiento del terreno, tal como la aceleración máxima del terreno (PGA - peak ground acceleration) y la velocidad máxima del terreno (PGV - peak ground velocity), se encontró que las alertas correctas (es decir, las alertas que estiman con precisión el movimiento del terreno estarán por encima de un umbral de daño predeterminado) no se esperan que sean el resultado de alerta temprana de terremotos más común, incluso cuando la magnitud y la ubicación del sismo se determinan con precisión. Con poca frecuencia, la variabilidad del movimiento en el terreno hace que un usuario reciba una alerta falsa porque el movimiento ...

Las fallas transformantes oceánicas, que conectan los centros de propagación en medio del océano, se rompen de forma casi periódica en terremotos de hasta una magnitud M 7.0 que a menudo están precedidos por premonitores. Modo de deslizamiento de la falla de transformación BR. Créditos: Václav M. Kuna Además del deslizamiento sísmico, una gran parte del deslizamiento tiene lugar como una reptación asísmica, que probablemente influye en el inicio de grandes terremotos. Aun cuando las fallas transformantes oceánicas son uno de los principales tipos de límites de placa, el modo exacto de deslizamiento y la interacción entre el movimiento sísmico y asísmico no está claro. En este artículo se presenta un modelo detallado del modo de deslizamiento en fallas de transformación oceánica basadas en datos adquiridos de un tendido temporal reciente de sismómetros de fondo oceánico en la falla de transformación Blanco y observaciones regionales y telesísmicas existentes. En el modelo, ...

La recuperación de los desplazamientos del terreno a partir de acelerógrafos de movimiento fuerte todavía se realiza de forma empírica. Este artículo comienza con una descripción teórica de los instrumentos de movimiento fuerte. Posteriormente, basándose en las observaciones de las pruebas de la mesa vibratoria bidimensional sin inclinación, este documento propone un procedimiento de corrección de línea de base con un patrón de corrección acumulativa. El procedimiento se valida mediante los desplazamientos registrados de las mesas vibratorias. El documento también extiende el procedimiento de corrección de línea base para tratar los movimientos fuertes tridimensionales introduciendo un patrón de corrección de inclinación. Los resultados del procedimiento de corrección de línea base propuesto se comparan con los de un procedimiento de corrección de línea base empírica existente, así como de mediciones de GPS cercanas. La precisión del procedimiento propuesto se estudia consi...

Se determina un nuevo modelo de velocidad de onda P tridimensional debajo del NE del Tíbet mediante la inversión conjunta de 62,339 datos de alta calidad de tiempos de arribo de ondas P y PmP de sismos locales y explosiones sísmicas. Las pruebas de resolución muestran que el uso de los datos de PmP puede mejorar efectivamente la resolución de la tomografía de la corteza, especialmente la de la corteza media-baja. Las anomalías generalizadas pero intermitentes de baja velocidad se revelan en la corteza inferior debajo del NE del Tíbet, y la falla Kunlun, actúa como una estructura de transferencia. Las zonas de alta velocidad son visibles en la mayoría de las partes de la corteza debajo de las zonas de transición que limitan la cuenca de Ordos al suroeste, entre los 105°y 105° de longitud E. Se piensa que forman un importante límite de transpresión para absorber la deformación de fallas de rumbo sinistrales y la deformación de fallas de cabalgamiento, como la línea del frente occ...

La duración de las señales infrasónicas registradas por sensores en la superficie de la Tierra aumenta con la distancia de fuente a receptor, debido a la mayor separación de las porciones más rápidas y más lentas del campo de onda que se propagan dentro de las guías de onda acústicas atmosféricas, explica el Dr. David N Green, del AWE Blacknest en Reino Unido. Mapa que indica la ubicación de los eventos explosivos (estrellas amarillas) estudiados en este documento, junto con las estaciones de infrasonido del Sistema Internacional de Monitoreo (triángulos). Créditos: David N Green Se ha desarrollado un algoritmo para medir la duración de la señal consistentemente, donde las señales se identifican a partir de una combinación de coherencia multicanal (apariencia) y amplitud de presión. El método permite cambios en el vector de propagación de la señal (azimut inverso, velocidad aparente) a lo largo de la extensión de la señal, lo que es importante para las señales canalizadas en...

Se investigaron las de señales sismo-eléctricas (SE) que acompañan a las ondas sísmicas irradiadas desde fuentes sísmicas. Las señales SE se generan principalmente a partir de porciones compresivas de ondas sísmicas por acoplamiento electrocinético. Contienen campos eléctricos cosísmicos que viajan con la velocidad de onda sísmica y respuesta de interfaz (IR) de ondas, que se originan en las interfaces de capa y viajan con la velocidad de onda EM. Las amplitudes de onda IR son sensibles a los contrastes de los parámetros eléctricos y poroelásticos de las rocas. En este artículo se introducen las razones espectrales sismo-eléctricas (SESR) como una herramienta para evaluar la influencia de los IR en la señal general de SE independientemente de la función de tiempo de origen del sismo. De acuerdo a los datos del norte de Chile, se muestra que los SESR muestran una dependencia de frecuencia específica del sitio con una tendencia de amplitudes decrecientes con el aumento de la fr...

La ocurrencia de micro sismos profundos de baja frecuencia (DLF - deep low-frequency) debajo de los volcanes se atribuye comúnmente al transporte masivo en el sistema de tuberías volcánico y se utiliza para inferir canales de alimentación desde y hacia las cámaras magmáticas. Mapa topográfico del campo este del volcán Eifel, incluyendo fallas, calderas y conos de escoria. Créditos: Martin Hensch. La pregunta clave es cómo los magmas migran desde la profundidad a la corteza superficial y si los cámaras magmáticas se están recargando. Por primera vez, desde la mejora de las redes sísmicas locales en la región de East Eifel (Renania-Palatinado, Alemania), se detectaron y localizaron sismos DLF recurrentes en la corteza inferior y el manto superior debajo del Volcán See de Laacher (LSV), usando conjunto de datos de sensores permanentes y un despliegue temporal. Hasta el momento, se han observado ocho secuencias de sismos DLF en cuatro grupos distintos entre 10 km y 40 km de prof...

Cada vez hay más pruebas de que la sismicidad del Himalaya puede ser bimodal: sismos ciegos (hasta Mw ~ 7.8) tienden a agruparse en la parte baja del buzamiento de la zona sismogénica, mientras que los grandes sismos poco frecuentes (Mw 8+) se propagan hasta el cabalgamiento frontal del Himalaya. Contexto sismotectónico, configuración de modelos y geometría de fallas. a, relieve topográfico, modo de acoplamiento y sismicidad histórica. Las flechas blancas muestran el acortamiento a largo plazo a través del arco. El acoplamiento intersísmico se muestra en tonos de rojo. Un valor de acoplamiento de 1 significa que el área está completamente bloqueada, mientras que un valor de 0 significa que se está arrastrando completamente. Los parches de color indican las supuestas zonas de ruptura desde 1505: los parches azules muestran rupturas ciegas de terremotos grandes (Mw ≤ 7,8), mientras que los parches amarillos indican rupturas en la superficie de grandes eventos (Mw> 8). La línea neg...

En volcanes activos, la interferometría sísmica basada en el ruido ambiental, capaz de detectar variaciones muy leves en la velocidad sísmica asociada con el transporte de magma hacia la superficie, puede ser una herramienta de monitoreo muy útil. Volcán Monte Etna En este artículo, se realiza la autocorrelación del ruido sísmico ambiental registrado en el volcán Monte Etna, por tres estaciones ubicadas cerca de los cráteres activos de la cumbre, de abril de 2013 a octubre de 2014. Se eligió dicho intervalo debido a la cantidad y variedad de erupciones. El método implementado para realizar la autocorrelación fue la correlación cruzada de fase, que no requiere la normalización de las señales. Las variaciones de velocidad sísmica detectadas fueron muy consistentes para las tres estaciones a lo largo del período de estudio, oscilando principalmente entre 0.3 y -0.2%, y estuvieron relacionadas con el tiempo tanto con las secuencias de erupciones paroxísticas como con las activ...

Los modelos analógicos de terremotos y ciclos sísmicos se caracterizan por fuertes variaciones en la razón de deformación: desde la carga inter-sísmica lenta hasta la rápida liberación de energía elástica cosísmica, explica el Dr. Michael Rudolf, del Helmholtz Center Potsdam German Geophysical Research Center , Alemania. Las tasas de deformación varían desde micrómetros por segundo (por ejemplo, el movimiento tectónico de placas) a metro por segundo (por ejemplo, propagación de ruptura). Los valores de deformación son muy pequeños en un ciclo sísmico, del orden de unas pocas decenas de micrómetros, debido a la naturaleza de dichos modelos. Este comportamiento de escala cruzada plantea un gran desafío para monitorear efectivamente los experimentos por medio de técnicas de correlación de imagen digital, es decir, a alta resolución ($> $ 100 Hz) durante el período cosísmico, pero sin un alto sobre-muestreo del período inter-sísmico. En este artículo se desarrolla una herramient...

Las fallas tectónicas se deslizan de diversas maneras, que van desde sismos ordinarios hasta eventos de deslizamiento lento y deformaciones de fallas asísmicas. Mapa y esquema de la región analizada: Isla de Vancouver y zona de subducción. Créditos: Bertrand Rouet-Leduc El deslizamiento lento y los movimientos sísmicos asociados son comunes en muchas zonas de subducción, y se producen en la zona vecina donde se producen los mega terremotos. En los casos más claros, como Cascadia, el sismo identificado se produce en ráfagas discretas, principalmente durante el evento de deslizamiento lento. En este artículo se muestra que la zona de subducción de Cascadia aparentemente transmite continuamente una señal de baja amplitud sísmica que informa con precisión la razón de desplazamiento de la falla a lo largo del ciclo de deslizamiento lento. Utilizando un método basado en el machine learning desarrollado previamente en el laboratorio, se analizaron grandes cantidades de datos sísmic...

Las fallas tectónicas caen en un espectro de modos, que van desde terremotos hasta eventos de deslizamiento lento. Experimentos de laboratorio. Créditos: Claudia Hulbert La física de sismos rápidos está bien descrita por la fricción de adherencia y la rotura elastodinámica; sin embargo, los sismos lentos son poco conocidos. Las preguntas clave permanecen sobre cómo se propagan las rupturas de forma casi dinámica, si obedecen a diferentes leyes de escalamiento de los terremotos normales y si una sola falla puede albergar múltiples modos de deslizamiento. Informamos sobre los terremotos de laboratorio y mostramos que los modos de deslizamiento lento y rápido están precedidos por una cascada de eventos de micro-falla que irradian energía elástica de una manera que predice una falla catastrófica. Usando el machine learning, encontramos que las emisiones acústicas generadas durante el corte de la falla de cuarzo bajo una tensión normal de 1 a 10 MPa predicen el tiempo ...

El diseño de una configuración reticulada es una tarea importante en la sismología durante la planificación de experimentos. A menudo, la función de respuesta del arreglo (ARF - Array Response Function), que depende de la posición relativa de las estaciones del arreglo y del contenido de frecuencia de las señales entrantes, se utiliza como criterio de diseño. En la práctica, se deben tener en cuenta restricciones y parámetros adicionales, por ejemplo, la propiedad de la tierra, niveles de ruido específicos del sitio o características de las fuentes sísmicas bajo investigación. En este estudio, se presenta un marco de diseño del arreglo flexible, que implementa un esquema de optimización y modelado de escenarios personalizable, mediante el uso de sismogramas sintéticos. El uso de sismogramas sintéticos, para evaluar el rendimiento del arreglo, hace posible considerar restricciones adicionales. Sugerimos utilizar la conformación de haces (forma espacial de filtrado usada para d...

La aproximación del tiempo de viaje juega un papel importante en el procesamiento de datos sísmicos, por ejemplo, en la estimación de parámetros anisotrópicos e imágenes sísmicas. Al aprovechar los tiempos de viaje sísmicos, es posible mejorar la precisión de la estimación de parámetros anisotrópicos y la resolución de imágenes sísmicas. Convencionalmente, las aproximaciones del tiempo de viaje en medios anisotrópicos se obtienen expandiendo la ecuación de la eikonal (ecuación en derivadas parciales no-lineal para propagación de ondas) anisotrópica en términos de los parámetros anisotrópicos y la ecuación de la eikonal anisotrópica elíptica basada en la teoría de la perturbación. Tal expansión asume una pequeña perturbación y anisotropía débil. En un medio realista, sin embargo, la suposición de una pequeña perturbación probablemente se desvanece. En este artículo se presenta una ecuación de deformación de orden cero que crea un mapa de la ecuación de la eikonal anisotrópica ...

La evolución de la relación entre la velocidad de las ondas P y S (V P /V S ) con el aumento de la porosidad saturada de fluido es calculada para rocas isotrópicas que contienen poros esferoidales. La razón de Poisson inicial crítica y VP / VS se separan aumentando o disminuyendo ν (φ) en φ = 0. Créditos: Nicolas Brantut Se muestra que la relación V P /V S disminuye o aumenta con el aumento de la porosidad, dependiendo de la relación de aspecto α de los poros, la relación del módulo de compresibilidad ζ de fluido a sólido, y la razón de Poisson ν 0 de los constituyentes sólidos de la roca. Se calcula la razón de Poisson inicial crítica ν 0, crit , separando los casos en que V P /V S aumenta (si ν 0 <ν 0, crit ) o disminuye (si ν 0 > ν 0, crit ) al aumentar la porosidad. Para fisuras delgadas y fluidos altamente compresibles, ν 0, crit se aproxima en 0.157 ζ/α, mientras que para los poros esféricos ν 0, crit se da en 0.2 + 0.8ζ. Cuando ν 0 es cercana ...

Detección sísmica de una cámara magmática debajo de la Isla Turtle de Taiwán por sombra de ondas S y reflexiones Diagrama esquemático que muestra las trayectorias de rayos de las sombras de onda S examinadas de tres terremotos representativos. Créditos: Cheng-Horng Lin Aun cuando la geología superficial, la información sobre erupciones y la sismicidad de agrupamiento sugieren que la Isla Turtle del norte de Taiwán es un volcán activo, no había pruebas directas para concluir que existía una cámara magmática debajo de ella, comenta el Dr. Cheng-Horng Lin del Institute of Earth Sciences , Taiwán. Incluso hay menos evidencia disponible para determinar su configuración espacial. Si las cámaras magmáticas están llenas con líquidos y material fundido, las ondas S se reflejan totalmente y dejan una sombra, como cuando pasan por el núcleo exterior de la Tierra. Se detectaron tanto sombras de onda S y fuertes reflexiones desde la superficie utilizando datos de terremotos a diferente...

Los componentes de curvatura derivados de los gradientes de gravedad de los satélites brindan nuevas vistas globales de la estructura terrestre. Esquema de una corrección topográfica de masas. Las masas 1, 2, 4 y 5 se consideran con su densidad absoluta, mientras que las masas 3 y 6 se consideran relativas a una densidad normal de 2670 kg m-3. Créditos: Jörg Ebbing Los gradientes de gravedad satelitales se basan en la misión del satélite GOCE y se ilustran mediante imágenes de curvatura cómo se ve la Tierra de manera diferente en comparación con las imágenes sísmicas. Los dominios tectónicos con características sísmicas similares pueden mostrar diferencias distintivas en los mapas de gradientes de gravedad de los satélites, lo que apunta a diferencias en la construcción litosférica. Esto es particularmente evidente para las regiones cratónicas de la Tierra. Las comparaciones demuestran que la combinación de imágenes sismológicas y de gradientes de gravedad satelitales tien...

Una nueva técnica que se adentra en el interior más profundo de nuestro planeta sugiere que el corazón de la Tierra no es lo que parece. Hrvoje Tkalčić y Thanh-Son Phạm, de la Universidad Nacional de Australia, volvieron a analizar los ecos de terremotos masivos que rebotan en el interior del planeta. Propusieron que el núcleo interno sólido es más suave de lo que se pensaba anteriormente. El nuevo método, plantea la pregunta a saber: ¿qué está pasando ahí abajo? "Originalmente se pensó que el núcleo interno sólido podría ser hierro puro, pero eso no está garantizado", dijo Louis Moresi, geofísico de la Universidad de Melbourne. "Tal vez eso es todo lo que ahora está abierto por este nuevo trabajo". Separando las capas de la Tierra Para tener una idea de la estructura de lo que está dentro de nuestro planeta, los sismólogos analizan las ondas sísmicas producidas por los terremotos. "Después de grandes terremotos, la tierra oscila, como una campana...