Effect of galvanic distortions on the series and parallel magnetotelluric impedances and comparison with other responses

• Autores: Enrique Gómez Treviño, Francisco Javier Esparza Hernández, José Manuel Romo Jones
• Localización: Geofísica internacional, ISSN 0016-7169, ISSN-e 2954-436X, Vol. 52, Nº. 2, 2013, págs. 135-152
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    Las impedancias serie y paralelo del tensor magnetotelúrico se evalúan en relación con su relativa inmunidad a las distorsiones galvanoeléctricas.

    Las respuestas distorsionadas se modelan utilizando la descomposición del tensor en términos de giro, cizalla estática y rumbo de Groom y Bailey. Estos cuatro parámetros, junto con las impedancias sin distorsión, normalmente se consideran incógnitas y se obtienen de los datos mediante la solución de un problema inverso. En el presente trabajo utilizamos la descomposición como un modelo directo para simular sondeos distorsionados. Partiendo de respuestas 2-D sin distorsiones, el tensor se distorsiona suponiendo valores arbitrarios de giro, cizalla, estática y rumbo. Por definición las impedancias serie y paralelo son inmunes al rumbo porque son invariantes ante rotación. Adicionalmente, la impedancia serie es inmune a giros y a cizalla, y la impedancia paralelo sólo a giros. La impedancia paralelo depende de cizalla en la forma de un factor que desplaza hacia abajo las curvas de amplitud. Por otro lado, el efecto de la estática en ambas impedancias es más complicado que en el tensor mismo porque no se puede corregir con un simple desplazamiento de las curvas. En términos generales, hay un balance positivo por parte de las impedancias serie y paralelo sobre las respuestas TE y TM porque los invariantes filtran varias distorsiones. Se muestra que la condición de invariante no es suficiente para tener inmunidad a cualquiera de las distorsiones.

    Se utiliza para esto los valores característicos de Eggers, los cuales son inmunes sólo al rumbo, como todos los invariantes. Se muestra además que la invariancia tampoco es una condición necesaria para ser inmune a las distorsiones, según lo atestigua el tensor de impedancia, el cual depende del rumbo pero está libre de las demás distorsiones. Los desarrollos se ilustran utilizando sondeos de los conjuntos de datos COPROD2S1, COPROD2 y BC87.

  • English

    The series and parallel impedances of the magnetotelluric tensor are appraised in relation to their relative immunity to galvanic electric distortions. The distorted responses are modeled using the Groom-Bailey decomposition of the tensor in terms of twist, shear, statics and strike direction. These four parameters and the undistorted responses are normally considered as unknowns, and are obtained from field data through the solution of an inverse problem. In the present work we use the decomposition as a forward model to simulate distorted sounding curves. Starting with undistorted 2-D TE and TM responses, the tensor is distorted by assuming arbitrary values of twist, shear, static and strike direction. By default, both series and parallel responses are immune to the strike direction because they are invariants under rotation. In addition, series responses are immune to twist and shear and parallel responses only to twist.

    The dependence of the latter on shear is in the form of a real factor that shifts downwards the amplitude curves. On the other hand, the effect of statics on both series and parallel responses is more complicated than that on the impedance tensor because it cannot be accounted for by a simple shift of the curves. On the whole, there is a positive balance on the part of the series and parallel impedances over the TE and TM responses because some of the distortions are filtered out by the invariants. It is shown that invariance is not sufficient to be immune to any of the distortions.

    The example chosen is Eggers’ eigenvalues, which are immune only to the by-the-fault strike direction.

    Invariance is not necessary either, as evidenced by the phase tensor, whose elements depend on strike but are immune to all distortions. The derivations are illustrated using soundings from the synthetic COPROD2S1 and field-recorded COPROD2 and BC87 data sets.