Inversión de la función fuente temporal de terremotos ocurridos en el Norte de Chile usando diferentes métodos de regularización

Abstract

El estudio y caracterización de parámetros de la fuente sísmica es un tópico fundamental en sismología, pues a partir de ésta se pueden comprender los procesos físicos de la ruptura y las características de cada terremoto. Existen variados 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 sísmico y la función fuente temporal, utilizando datos de campo cercano y regionales, es un tema relativamente poco estudiado. Es por ello que, buscando contribuir al entendimiento de la fuente sísmica, en este trabajo se desarrolla una herramienta computacional que realiza la inversión de ambos parámetros, y se aplica para caracterizar la fuente de sismos Mw ≥ 6.0 ocurridos en el norte de Chile, utilizando datos de campo cercano obtenidos de la red IPOC. El algoritmo se basa en la minimización del error de ajuste entre sismogramas sintéticos y observados, mediante el método de mínimos cuadrados. Al invertir el tensor de momento, se busca el mejor centroide espacial y la mitad de la duración, minimizando el error cuadrático medio. Por otro lado, para invertir la función fuente temporal, ésta se parametriza como la suma de funciones bases triangulares isósceles, en donde sus amplitudes son las incógnitas a obtener. En este último caso, se minimiza el error de ajuste imponiendo no-negatividad en los parámetros del modelo. Además, en la inversión de la función fuente, se utilizan mínimos cuadrados con un término adicional de regularización que impone una condición de suavidad sobre ésta. El cómo encontrar el mejor parámetro para esta regularización es otro tópico estudiado en este trabajo, por lo que se emplean tres métodos para realizar dicha búsqueda: curva- L, validación cruzada, ABIC. Se aplica el algoritmo en 36 terremotos en el norte de Chile, de donde se obtiene un catálogo de tensores de momento y funciones fuente que es comparado con catálogos de otros estudios y agencias sismológicas, siendo satisfactorios los resultados en su generalidad. Al comparar las tres metodologías usadas para encontrar el parámetro de regularización en la inversión de la función fuente, se tiene como comportamiento general la obtención de funciones fuente más rugosas con ABIC y más suaves con validación cruzada. Cabe destacar que la principal limitación de la metodología fueron los resultados obtenidos al usar ABIC, pues fueron obtenidos algunos resultados sin sentido físico, por lo que se concluye que es poco viable para invertir funciones fuente. Finalmente, se realiza un análisis de la duración de la fuente de los eventos separándolos según la zona sismogénica en que ocurren, encontrando diferencias entre los terremotos interplaca (funciones fuentes más largas y de menor amplitud) de los intraplaca. Se destaca que con la metodología utilizada se pueden encontrar sismos de duración más "anómala'', reconociendo eventos del catálogo con duraciones más largas en comparación a leyes de escala.