Estudio de la fuente sísmica con estaciones en tierra y mar

• Autores: Roberto Cabieces Díaz
• Directores de la Tesis: Antonio A. Pazos Garcia (dir. tes.), Vicenta María Elisa Buforn Peiró (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2021
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Study of the seismic source using onshore and ocean stations
• Tribunal Calificador de la Tesis: Agustín Udías Vallina (presid.), Maurizio Mattesini (secret.), Mourad Bezzeghoud (voc.), María del Carmen Pro Muñoz (voc.), José Martín Dávila (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Física por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Ciencias de la tierra y del espacio
    • Geofísica
      • Sismología y prospección sísmica
      • Tectónica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    Los parámetros focales de los terremotos con foco en mar están generalmente determinados con incertidumbres muy grandes, debido a la ausencia de estaciones sísmicas en tierra cercanas al epicentro. El uso de redes con estaciones en tierra en combinación con sismómetros de fondo marino, ayuda a reducir la distancia epicentral y la brecha acimutal, mejorando de este modo la estimación de los parámetros focales de los terremotos. Un segundo factor muy importante que mejora la precisión de las localizaciones hipocentrales, es el uso de un modelo de Tierra específico para la zona de estudio y en especial modelos 3D. Además de estos factores, es importante utilizar un método de búsqueda hipocentral que sea robusto, como es el caso de los métodos actuales de localización no lineal, y que se pueda aplicar con modelos de Tierra 3D.

    El objetivo de esta tesis es, estudiar como la utilización de redes sísmicas con estaciones en tierra y una pequeña red de sismómetros de fondo marino junto con modelos de Tierra 3D y métodos de búsqueda hipocentral no lineales, influyen en la estimación de los parámetros focales de terremotos ocurridos en la región del Cabo San Vicente. La región de estudio de esta tesis es el Sur-Oeste de Iberia, cerca del Cabo San Vicente. La red submarina utilizada en esta tesis está formada por cinco sismómetros de fondo marino, de banda ancha, situados a 200 km de la costa del Cabo San Vicente y que servirán para estudiar la sismicidad de la región durante el período que duro el despliegue (7 meses).

    Se han estudiado 38 terremotos, con magnitudes 2 < mbLg < 5, que ocurrieron durante el periodo de despliegue de la red submarina (septiembre 2015 ¿ abril 2016). Estas localizaciones se han llevado a cabo usando tres modelos de tierra diferentes.

    En la tesis se distinguen tres partes bien diferenciadas: La primera parte, está basada en la localización de terremotos con modelos de tierra 3D y usando un método de búsqueda y localización no lineal, en la segunda parte, se realiza la determinación y el análisis del mecanismo focal de terremotos, también con foco en mar y en la tercera parte, se expone y analiza la nueva metodología diseñada en esta tesis que, sin la necesidad de utilizar estaciones en tierra, utiliza la red submarina como una antena sísmica para determinar los epicentros de los terremotos.

    Los resultados de esta tesis demuestran que el uso de la red sísmica submarina, aunque sea de pequeño tamaño, y de modelos de Tierra 3D de alta resolución, mejoran la determinación de los parámetros focales de todos los terremotos analizados en comparación con las localizaciones del catálogo del Instituto Geográfico Nacional. Concretamente, la reducción de incertidumbre asociada a la profundidad y al epicentro mejora en hasta un 50%.

    Respecto a los mecanismos focales, se muestra cómo los resultados obtenidos utilizando la red combinada de estaciones en tierra y mar, concuerdan con el patrón de estrés en la región.

    En lo referente a la nueva metodología desarrollada en esta tesis, se mostrara como esta es un robusto algoritmo capaz de facilitar la detección de señales sísmicas, que están altamente contaminadas en ruido oceánico. Además, la metodología es eficaz incluso siendo utilizada en redes submarinas que cuenten con pocos sensores, como es el caso de esta tesis. Los resultados de las localizaciones epicentrales obtenidas utilizando esta metodología y con la red submarina están en acuerdo con las determinadas mediante métodos de localización convencional, mostrando que no existen diferencias significativas (distancias medias entre epicentros < 12 km), entre ambas determinaciones.

  • English

    The focal parameters of earthquakes with an offshore focus are generally determined with very large uncertainties, due to the absence of seismic stations on land, close to the epicenter. The use of networks with ground stations in combination with ocean bottom seismometers helps to reduce the epicentral distance and the azimuthal gap, thus improving the estimation of the focal parameters of earthquakes. A second important factor that improves the precision of hypocentral locations is the use of a specific Earth model for the study area and especially 3D models. Although there are currently numerous global 1D Earth models, it is difficult to find 3D models for certain regions and that also have a valid resolution, to be able to be used as models in hypocentral earthquake locations. In addition to these factors, it is important to use a hypocentral search method that is robust, as is the case with current non-linear location methods, and can be applied with 3D models...