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Superciclo en la zona de subducción ecuatoriana revelado después del…
Superciclo en la zona de subducción ecuatoriana
revelado después del terremoto de Pedernales de 2016
Metodología
Datos geodésicos
Se analizan los datos del GPS utilizando el software GAMIT / GLOBK v10.6
Para los sitios GPS continuos (CGPS), los desplazamientos estáticos cosísmicos se derivan de la diferencia entre la posición obtenida el día siguiente al terremoto (17 de abril de 2016) y la posición antes del terremoto promediada durante 3 días.
Se utiliza el código TRACK para procesar datos de 1 muestra por segundo, con respecto a un sitio de referencia ubicado a 400 km al este de la ruptura, lo que garantiza que no haya superposiciones temporales de las ondas sísmicas.
Los interferogramas de franja ancha Sentinel-1 (modo IW) se calculan utilizando una versión modificada44,45 del software ROI_ PAC46
Los interferogramas de franja ancha ALOS-2 (modo WD1) se calculan utilizando el software GMTSAR47.
El componente de la fase topográfica se corrige utilizando SRTM DEM48. Se aplica un filtro 49 adaptativo antes de desenvolver usando el algoritmo 50 de corte de rama corregido manualmente contra errores de desenvolvimiento.
Métodos de inversión cinemática de ruptura
Incluye cinco conjuntos de datos: HRGPS, GPS estático, acelerogramas, InSAR y ondas corporales a escala global. Seleccionamos desplazamientos de GPS con una magnitud mayor a 1 cm y dentro de los 200 km del epicentro.
Los datos seleccionados del HRGPS y del acelerómetro garantizan un muestreo homogéneo del área cercana al terremoto. A escala global, se usan registros de banda ancha de 15 ondas P y 10 ondas SH de la FDSN (Federación de Redes de Sismógrafos Digitales) con diferente cobertura azimutal y patrón de radiación
Los sismogramas sintéticos locales (HRGPS y datos acelerométricos), los desplazamientos telesísmicos P y SH y los desplazamientos estáticos sintéticos (GPS estático e InSAR) se calculan utilizando el método de número de onda discreta, el enfoque de eciprocidad y el enfoque de función de Green, todos calculados consistentemente utilizando el medio estratificado
Desajuste del modelo fuente cinemático
Corresponde a una inversión de deslizamiento de falla cinemática obtenida dando el mismo peso al GPS estático, los movimientos locales del suelo (HRGPS y acelerómetros) y los datos telesísmicos, mientras que la mitad de este peso se aplica a InSAR para tener en cuenta potencial desplazamiento postsísmico
Se aplicaron pequeñas restricciones de suavizado en la amplitud de deslizamiento, la velocidad de ruptura y el ángulo de inclinación, así como una restricción de minimización del momento global
Superposición entre la ruptura de 1942 y 2016
Revisando las diferentes observaciones disponibles para discutir la superposición entre las áreas de ruptura de 1942 y 2016.
Se han determinado dos ubicaciones de hipocentros para el evento de 1942. Ambos están ubicados dentro de áreas de deslizamiento significativo (∼1 m) durante el terremoto de 2016
Se comparan los sismogramas de los terremotos de 1942 y 2016 registrados en la estación DBN (Holanda)
Dada la ubicación propuesta para el hipocentro de 1942 y el cambio de tiempo observado, la explicación más simple para la similitud de la forma de onda observada es que la ruptura de 1942 se superpone en gran medida con el segundo parche de alto deslizamiento encontrado para el terremoto de 2016
Para probar aún más esta hipótesis, se simulan las formas de onda que se habrían observado en la estación DBN para un terremoto virtual con exactamente la misma distribución de deslizamiento cosísmico que la solución para el terremoto de 2016, la misma velocidad de ruptura de 2,3 km s − 1, pero que habría comenzado 30 km al sur del hipocentro de 2016.
Validación del modelo a partir de la función de tiempo de fuente relativa y datos de tsunamis
Como primera validación, se comparan las predicciones de nuestro modelo con ondas superficiales de banda ancha registradas en estaciones telesísmicas
Las funciones de tiempo de origen relativo (RSTF) se obtienen utilizando una técnica de deconvolución estabilizada, con cuatro restricciones físicas sobre las RSTF (causalidad, positividad, duración limitada e igual área) impuestas en el proceso de deconvolución.
Como segunda validación independiente, se utiliza las observaciones de tsunamis registradas en las tres boyas de aguas profundas de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), que son las más cercanas a la ruptura
Simulamos el tsunami correspondiente al modelo de fuente de fallas finitas preferido utilizando un código numérico estándar de diferencias finitas que implementa la teoría clásica de aguas someras no lineales
La simulación se ejecuta utilizando el modelo de relieve global de 1 minuto de arco ETOPO1
Estimaciones de acoplamiento espacial interseísmico, deslizamiento y déficit de momento
El mapa de acoplamiento interseísmico se deriva utilizando el campo de velocidad de la ref. 12 aumentada de dos sitios en el sur de Colombia proporcionados por el Servicio Geológico de Colombia y que se benefician de datos desde 2011
La geometría de la interfaz de subducción de BPAU 1.0 (ref. 41) entre la latitud 2◦ S y 4.6◦ N se discretiza utilizando 1,130 cuasi-equilátero triángulos de aristas de 10 km de largo
Usamos el enfoque de retroceso y un formalismo bayesiano en el caso lineal para invertir el deslizamiento en cada subfalla individual. En este enfoque, la regularización se impone a través de un modelo de matriz de covarianza Cm, reflejando el conocimiento a priori con respecto a un modelo a priori m0.
La inversión utiliza el algoritmo de mínimos cuadrados. Este enfoque se utiliza para explorar la gama de modelos permitidos por los datos del GPS, cambiando el modelo a priori m0 de 0% (acoplamiento nulo) a 100% (acoplamiento completo), σ la restricción al modelo a priori de 3 a 50 mm año − 1 y una distancia de correlación crítica L de 20 a 100 km.
Sonia Gualán
Bibliografía: Nocquet, J. M., Jarrin, P., Vallée, M., Mothes, P. A., Grandin, R., Rolandone, F., . . . Charvis, P. (2016). Supercycle at the Ecuadorian subduction zone revealed after the 2016 Pedernales earthquake. Nature geoscience.