Inversión del tensor de momento sísmico y función fuente temporal de terremotos utilizando registros de campo cercano

Abstract

Obtener parámetros de la fuente sísmica a partir de datos sismológicos y/o geodésicos es de suma importancia en la caracterización de la fuente de terremotos, lo cual cobra especial relevancia en sistemas de monitoreo sísmico en tiempo real. Existen modelos y metodologías que permiten realizar estas inferencias asumiendo distintos niveles de complejidad en el modelo de la fuente sísmica. Sin embargo, la inversión simultánea del tensor de momento y función fuente temporal utilizando datos regionales y de campo cercano de terremotos es un tema poco estudiado. El obje- tivo principal de este trabajo es invertir la función fuente temporal y el tensor de momento sísmico utilizando datos sismológicos de campo cercano y regional. Para ello se planteó una metodología y se desarrolló una herramienta computacional propia, la cual se usó para estudiar parámetros de la fuente de sismos magnitud Mw > 6.0 ocurridos en la zona Norte de Chile. El código computacional se escribió en lenguaje de programación Python, el cual permite in- vertir el tensor de momento sísmico y la función fuente temporal usando registros de campo cer- cano. Para calcular las funciones de Green del medio se utilizaron los programas computacionales Computer Programs in Seismology (CPS). El programa de inversión lee las funciones de Green precalculadas y minimiza el error de ajuste entre los sismogramas sintéticos y observados usando el método de mínimos cuadrados para estimar las componentes del tensor de momento. La función fuente se parametrizó como la suma de funciones bases, donde las amplitudes de éstas son las in- cógnitas del problema. Para estimar la función fuente se aplicó la técnica de mínimos cuadrados no negativo con un término adicional de regularización que impone una condición de suavidad sobre la función fuente. El código realiza la búsqueda del mejor centroide espacial para el ajuste de los datos, para ello itera primero en latitud y longitud, fijando la profundidad, y una vez obtenidas las coordenadas óptimas realiza una segunda iteración esta vez en profundidad. La metodología se aplicó a eventos de la secuencia sísmica del terremoto de Pisagua del 2014, Mw 8.1, y a un evento ocurrido el 2011 a 130 km de profundidad en la zona de estudio. El análisis de las soluciones obtenidas de los eventos estudiados muestra que los resultados son confiables y robustos al compararlos con soluciones publicadas por agencias sismológicas, pudiéndose incluso obtener relaciones entre la función fuente y las características del evento tales como su magnitud o profundidad (superficial, en la zona de contacto o profundo). El método de inversión si bien posee algunas limitaciones que pueden ser mejoradas, logra recuperar el tensor de momento y la función fuente en forma robusta. Las diferencias observadas con otras soluciones se encuentran en el rango de error y se observa que la función fuente depende de la zona sismogénica en donde ocurre.