Co-seismic deformation of the 2010 Maule, Chile earthquake: validating the least squares collocation interpolation method

• Demian David Gomez ^[1] ; Robert Smalley ^[1] ; Charles Adam Langston ^[1] ; Diego Alejandro Piñón ^[5] ; Sergio Rubén Cimbaro ^[6] ; Michael Bevis ^[2] ; Eric Kendrick ^[2] ; Jorge Barón ^[3] ; Juan Carlos Báez ^[4] ; Héctor Parra ^[7]
  1. [1] University of Memphis

     University of Memphis

     Estados Unidos

     
  2. [2] Ohio State University

     Ohio State University

     City of Columbus, Estados Unidos

     
  3. [3] Universidad Nacional de Cuyo

     Universidad Nacional de Cuyo

     Argentina

     
  4. [4] Universidad de Concepción

     Universidad de Concepción

     Comuna de Concepción, Chile

     
  5. [5] Royal Melbourne Institute of Technology University

     Royal Melbourne Institute of Technology University

     Australia

     
  6. [6] Instituto Geográfico Nacional, Argentina
  7. [7] Instituto Geográfico Militar, Chile

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• Localización: Geoacta, ISSN-e 1852-7744, ISSN 0326-7237, Vol. 40, Nº. 1, 2015, págs. 25-35
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Deformación co-sísmica del terremoto de maule, chile de 2010: validación de una interpolación por colocación por mínimos cuadrados
• Texto completo no disponible (Saber más ...)
• Resumen
  • español

    La colocación por mínimos cuadrados (CMC) ha sido aplicada con éxito para el desarrollo del Modelo de Velocidades para América del Sur y El Caribe (VEMOS) (Drewes y Heidbach, 2012) para predecir las velocidades del marco de referencia GNSS Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas (SIRGAS). Luego del sismo de Maule (Mw 8.8), Chile en 2010, la deformación co- y post-sísmica ha modificado tanto la velocidad como la posición de las marcas geodésicas y estaciones GPS permanentes dentro del área afectada (latitud -28 a -40).

    Esta deformación ha generado que las estimaciones brindadas por VEMOS sean inválidas. Para la correcta obtención de coordenadas en el marco pre-sísmico utilizando coordenadas post-sísmicas, es necesario contar con una estimación de la deformación provocada por el terremoto, tanto co- y post-sísmicas. Dado que las redes de estaciones GPS permanentes de Argentina y Chile no son lo suficientemente densas para la correcta determinación directa de la deformación (mediante la utilización de la estación más próxima), se ha propuesto la utilización del método de CMC para densificar y predecir los desplazamientos co- y post-sísmicos. En esta publicación, se utilizó un modelo de elementos finitos para simular el sismo de Maule de 2010. Dicho modelo fue luego utilizado para corroborar los resultados de la interpolación por CMC del campo de deformación co-sísmico.

    Hemos hallado que la predicción por CMC no logra predecir adecuadamente las observaciones en el campo cercano al epicentro, debido a la compleja respuesta elástica de la corteza terrestre. Sin embargo, el método interpola correctamente la deformación del campo lejano. Como alternativa al método propuesto, los autores propondrán la utilización de un modelo geofísico de elementos finitos que permite una correcta aproximación de la deformación co-sísmica, tanto en el campo cercano, como en el campo lejano.

  • English

    Least squares collocation (LSC) has been successfully applied to develop the Velocity Model for SIRGAS (VEMOS) (Drewes and Heidbach, 2012) used to predict the velocities in the Geocentric Reference System for the Americas (Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas, SIRGAS) GNSS reference frame. After the 2010 (Mw 8.8) Maule, Chile earthquake, the co-seismic and ongoing post-seismic deformation changed both the coordinates and velocities of geodetic benchmarks and continuous operating GPS reference stations (CORS) within the region affected (latitude -28 to -40). This deformation made VEMOS invalid for the estimation of velocities in the reference frame. To correctly obtain coordinates in the pre-seismic frame using post-seismic coordinates, it is necessary to estimate the deformation produced by the earthquake, both co- and post-seismic.

    Since neither the Argentine nor the Chilean CORS GPS networks are sufficiently dense to directly determine the deformation at arbitrary locations (by using the closest station), a densification of the observations of the deformation field using LSC was recently proposed. In this paper, we used a finite element model (FEM) to simulate the co-seismic deformation of the 2010 Maule earthquake. The FEM was then used to test the LSC of the co-seismic deformation field. We found that LSC cannot be used to correctly predict the behavior of the deformation in the near field due to the complexity of the elastic response of the earth’s crust. Nevertheless, the method correctly interpolates the far field deformation. As an alternative to the LSC method, the authors propose to use a finite element geophysical model that allows for a correct approximation of the co-seismic deformation, both in the near and far fields.