Disturbances in the geomagnetic field, water level and atmospheric pressure associated with Mw ≥ 6.6 earthquakes in the South Atlantic Ocean

• María Alejandra Arecco ^[1] ; Patricia A. Larocca ^[1] ; Fernando A. Oreiro ^[1] ; Mónica María Elisa Fiore ^[1] ; Lidia A. Otero ^[2] ; María Florencia Canero ^[3]
  1. [1] Universidad de Buenos Aires

     Universidad de Buenos Aires

     Argentina

     
  2. [2] Universidad de la Defensa Nacional, Facultad de Ingeniería del Ejército, Buenos Aires, Argentina.
  3. [3] Ministerio de Defensa, Servicio de Hidrografía Naval, Buenos Aires, Argentina.

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• Localización: Geofísica internacional, ISSN 0016-7169, ISSN-e 2954-436X, Vol. 62, Nº. 3, 2023, págs. 543-561
• Idioma: inglés
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  • español

    Este trabajo tiene como objetivo estudiar las perturbaciones en el campo geomagnético (GMF), nivel del agua (WL) y presión atmosférica a nivel del mar (AP) asociadas a eventos sísmicos Mw≥ 6.6 en el arco de Scotia, en el Atlántico Sur. Registros GMF de los observatorios de la Red Internacional de Observatorios Magnéticos (INTERMAGNET), registros WL de las estaciones de mareas de la Comisión Oceanográfica Intergubernamental y registros AP por hora de las bases de datos de la Oficina Global de Modelado y Asimi-lación de la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio han sido analizadas en el área de estudio. Para el análisis de perturbaciones geomagnéticas se consideró la componente horizontal GMF, la cual es más susceptible a variaciones. Para el análisis WL, se calculó la discrepancia (residuo) entre la serie temporal WL de las estaciones de mareas y el nivel pronosticado de las mareas astronómicas, durante un período de 10 días antes y después de la ocurrencia de cada terremoto. Para el análisis AP se calculó la variación de los datos grillados entre 1 y 2 horas antes y después del sismo. El análisis de los datos geomagnéticos previos al evento sísmico, utilizando un filtro de paso alto y el método wavelet, mostró: a) altos rangos de energía en todas las frecuencias, incluso en las muy altas; y b) oscilaciones en el filtro con picos de amplitud de ± 0.2 nT, y con una anticipación y duración consistente con el método wavelet. En cuanto a los residuos WL calculados, hubo oscilaciones en las mayores amplitudes en los sensores ubicados más cerca del sismo, por lo que esas grandes amplitudes correspondieron a tiempos de llegada más cortos. El estudio AP mostró un máximo seguido de un mínimo local dentro de un rango de ± 0,3 hPa alrededor de la ubicación del terremoto. Mientras que el análisis GMF anticipó eventos sísmicos dentro de un rango de 6-2 horas, las técnicas utilizadas para WL y AP pudieron detectar terremotos Mw>7, asociándolos con la superficie ascendente/descendente del mar. Estas tres técnicas pueden ser utilizadas en conjunto para implementar un sistema de prevención o alerta temprana de eventos sísmicos o peligros relacionados tales como tsunamis y/o seiches en la región de estudio

  • English

    This paper is aimed at studying disturbances in the geomagnetic field (GMF), water level (WL) and sea-level atmospheric pressure (AP) associated with Mw≥ 6.6 seismic events in the Scotia arch, in the South Atlantic. GMF records from observatories of the International Magnetic Observatory Network (INTERMAGNET), WL records from tide stations of the Intergovernmental Oceanographic Commission, and hourly AP records from databases of the Global Modeling and Assimilation Office of the National Aeronautics and Space Administration have been analyzed in the area under study. For the analysis of geomagnetic disturbances, the GMF horizontal component (H), which is more susceptible to variations, was considered. For the WL analysis, the discrepancy (residue) between the WL time series from tide stations and the predicted level of astronomical tides, for a 10-day period before and after the occurrence of each earthquake, was calculated. For the AP analysis, the variation of data gridded between 1 and 2 hours before and after the earthquake was calculated. The analysis of the geomagnetic data prior to the seismic event, using a high-pass filter and the wavelet method, showed: a) high energy ranges in all frequencies, even in very high ones; and b) oscillations in the filter with amplitude peaks of ± 0.2 nT, and with an anticipation and duration consistent with the wavelet method. As regards the WL residues calculated, there were oscillations in the largest amplitudes in the sensors located closest to the earthquake, thus, those large amplitudes corresponded to shorter times of arrival. The AP study showed a maximum followed by a local minimum within a range of ± 0.3 hPa around the location of the earthquake. While the GMF analysis anticipated seismic events within a range of 6-2 hours, the techniques used for WL and AP could detect Mw>7 earthquakes, associating them with the rising/falling surface of the sea. These three techniques can be used jointly to implement a prevention or early warning system for seismic events or related hazards such as tsunamis and/or seiches in the study region