Resumen de Estudio de heterogeneidades laterales de volcanes activos: tomografía sísmica de alta resolución de la isla de Tenerife, anomalías de propagación de ondas sísmicas de la isla decepción y otros efectos
El objetivo fundamental de esta tesis es el estudio de la estructura en velocidad de ondas P en 3D de la isla de Tenerife y su interpretación en términos de las características geológicas y volcanológicas.
La presencia de heterogeneidades laterales en una determinada región es un factor determinante en la propagación de las ondas sísmicas. De esta manera la hipótesis de un rayo sísmico rectilíneo se aleja de la realidad en estos medios. Las regiones volcánicas, por su naturaleza, son medios altamente heterogéneos y, por tanto, tienen una significativa influencia en la propagación de las ondas sísmicas. Por ello, en esta tesis, una vez representado y analizado cómo de heterogéneo es el medio volcánico de la Isla de Tenerife, estudiaremos la influencia que ejercen los medios sobre algunos parámetros sísmicos. Partiremos de medios ya conocidos y pondremos en evidencia su influencia en la propagación de las ondas sísmicas, así como la localización de las fuentes. En concreto, analizaremos cómo el medio heterogéneo de la isla volcánica Decepción afecta en las observaciones realizadas con antenas sísmicas. Finalmente, para el campo hidrotermal Transatlántico (Trans-Atlantic Geotraverse (TAG)) en la dorsal Medio Atlántica, veremos cómo la introducción de un modelo tomográfico de velocidad de ondas P cambia sistemáticamente las posición de los hipocentros de los terremotos locales registrados en la región. Este cambio lleva asociado una mejor interpretación de la dinámica de la fuente sísmica.
Estas dos aplicaciones son una manifestación de la importancia de conocer la verdadera estructura de una región.
Los datos usados para realizar la tomografía fueron obtenidos en un experimento de sísmica activa (TOM-TEIDEVS) realizado en la Isla de Tenerife en el año 2007. En este experimento se realizaron explosiones en el mar y se registraron en estaciones sísmicas desplegadas sobre la Isla de Tenerife.
Las técnicas usadas para realizar la tomografía han sido dos. Ambas técnicas tienen en cuenta la interfase agua-tierra. Los resultados finales han sido obtenidos mediante ATOM-3D. No obstante, hemos aplicado una técnica más, FAST para corroborar los resultados.
Para el estudio de los efectos del medio sobre la propagación de las ondas sísmicas los datos pertenecen a una campaña de sísmica activa (TOMODEC) realizada en el volcán Isla Decepción en el año 2005. Éstos fueron registrados en siete antenas sísmicas desplegadas sobre la isla.
Los parámetros de rayo (azimut y lentitud aparente) han sido calculados mediante la técnica de antenas sísmicas de las Correlaciones Cruzadas (Zero Lag Cross Correlation).
Los microterremotos relocalizados pertenecen a un experimento realizado en el campo hidrotermal Transatlántico (Trans-Atlantic Geotraverse (TAG)) en la dorsal Medio Atlántica, en cual se registró la actividad sísmica durante 8 meses en un área de 7 x 7 km en 13 estaciones desplegadas sobre el fondo oceánico (Ocean Bottom Seismometer (OBS)).
Las principales conclusiones son:
Se han aplicado dos técnicas tomográficas para obtener la imagen de alta resolución de la Isla de Tenerife usando sísmica activa. Los resultados muestran que, independientemente, del método utilizado para la inversión tomográfica, si los datos son de elevada calidad y la cobertura espacial es la adecuada, los dos métodos proveen imágenes similares. Por tanto, la elección de un método u otro para la inversión dependerá, fundamentalmente, de la capacidad de cálculo, la facilidad de manejo e incluso la flexibilidad de los paquetes de programas para la adaptación a las condiciones geomorfológicas del medio.
La imagen tomográfica en 3D en velocidad de alta resolución de la isla de Tenerife, refleja su alta complejidad estructural. Se observan grandes contrastes de velocidad, superiores al 40\% del valor modelo inicial, tanto positivos como negativos. Al menos en el volumen muestreado no hay evidencias claras de ningún reservorio de magma. Las anomalías positivas de velocidad se interpretan como la presencia de materiales muy consolidados asociados tanto a estructuras antiguas, como a magma enfriado proveniente de intrusiones. Las bajas velocidades se pueden asociar tanto a alteraciones hidrotermales como a material altamente fracturado o potentes depósitos volcanoclásticos.
Se ha comprobado que la existencia de fuertes contrastes de velocidad en una región volcánica afecta a la trayectoria del rayo sísmico, produciendo doblamiento del mismo. Esta comprobación se ha realizado para la Isla Decepción usando datos de sísmica activa registrados en antenas sísmicas. La presencia de un cuerpo magmático en el interior de la isla y los fuertes contrastes orográficos y estructurales, producen una desviación del rayo frente al camino recto esperado (en su proyección por la superficie), de más de 40º. Conocer esta desviación del rayo es fundamental para poder realizar localizaciones sísmicas veraces.
Cuando se tiene en cuenta la estructura 3D en velocidad de una región en los procesos de localización hipocentral, los resultados obtenidos están más en acuerdo con el marco geodinámico de la zona y por tanto, pueden ser usados para un mejor entendimiento de la dinámica de la región. Esta observación se ha realizado, aplicando el proceso de localización no-lineal, usando un modelo de tierra tomográfico 3D para la región del campo geotermal Trans-Atlántico (Dorsal Medioatlántica). En esta región la aplicación del método ha llevado desde tener una concentración inicial de los hipocentros, indicando unas características concretas del área, a una nueva disposición que permite entender mejor la tectónica de la zona.
