Sismica Introduccion V2

Geofísica de la Tierra Sólida

Sismología
(Introducción)

Bibliografía

Fowler, C.M.A., The Solid Earth (2004)
Lowrie, W., Fundamentals of Geophysics (1999)
Sleep, N y Fujita, K., Principles of Geophysics (1998)
Stacey, F., Physics of the Earth (1993)

Sismología

• Estructura y dinámica del interior de la Tierra
mediante el uso de las ondas símicas
• Distribución y mecánica de los sismosEstructura interna de la Tierra

corteza

manto
núcleo externo

núcleo interno

Sismología
• La sismología es la mayor fuente de información sobre
la estructura del interior de la Tierra
• Los grandes sismos producen ondas elásticas que se
transmiten por todo el planeta
• El estudio de las velocidades, refracciones y reflexiones
de las ondas sísmicas en el interior permite inferir su
estructura

•Sismógrafos
• Determinan amplitud de
las ondas sísmicas en un
rango dado de frecuencia
y en una orientación
determinada (X, Y, Z)

• Ondas de Cuerpo
• Ondas P

• Ondas S

• Ondas Superficiales
• Ondas Love

• Ondas Rayleigh

Ondas de Cuerpo

Vp = ((k + 4/3 µ) / φ ) 1/2

Vs = (µ / φ ) 1/2
Vp > Vs

• Las Ondas Superficiales son dispersivas
• Velocidad varía con la frecuencia
• >λ
> Prof
•Dispersión: el arribo de la onda se distribuye en función de su
velocidad

• Conversión de Ondas:
cada rayo que incide en
una interfase genera 4
rayos (2 reflejados y 2
refractados)

• Los ángulos de
reflexión y refracción
cumplen la Ley de Snell

Recnocimiento de fases sísmicas

Todo sismograma suele tener fases características
que responden a distintos tipos de ondas

Sismograma: Las fases sísmicascorresponden a distintas
ondas y distintas refracciones y reflexiones
La identificación de cada fase es la base para identifiar
interfases y para medir la velocidad de las ondas

• La evidencia
experimental indica
que las velocidades
están relacionadas
directamente con las
densidades en el
interior de la Tierra
• Conocimiento de
velocidades del interior
terrestre permitirán
conocer susdensidades

Las Ondas P solo se
registran hasta 103°:

Cono de Sombra de
ondas P
Discontinuidad mayor de
velocidad (descenso) a
2900 km (NUCLEO)
Descubierto por Oldham
(1906) y determinado por
Gutemberg (1912)
Lehman (1936) descubrió
el nucleo interno

Los gráficos
J-B
(t vs x)
Permiten
determinar
distancia y tiempo
de origen al
epicentro

Principales fases
sísmicas
Compilación t vs x
(IASP´91)

• Elcono de sombra de las ondas P se extiende desde
103° hasta 143°
• A partir de ese punto aparecen ondas con tiempo
anómalo (lentas) que viajaron por el núcleo
• Vp en el núcleo mucho menor que en el manto

Entre 103° y 143° solo aparecen ondas débiles difractadas
sobre la superficie del núcleo y en la base del manto
(capa D``)

Fases Sísmicas
P: onda P en el manto
S: onda S en el manto
K: onda Pen el núcleo externo
I: onda P en el núcleo interno
J: onda S en el núcleo interno

Principales
trayectorias
sísmicas

Oscilaciones Libres
Estudio de las frecuencias
naturales de vibración
del planeta
Dos Modos:
S (Esferoidal)
T (Toroidal)

La OL complementan a bajas frecuencias los datos de
dispersión de Ondas Superficiales

Ondas Rayleigh y modos S

Ondas Love y modos T

(u: veloc. de grupo;v: veloc. de fase)

Dispersión de Ondas
Superficiales
Permiten mapear con
gran detalle la
variación de velocidad
en profundidad en la
corteza y manto
superior
Zona de Baja Velocidad
Entre 100 y 200 km en
continentes
Entre 60 y 120 km en
océanos

Vp y Vs vs Prof.
A partir de las ondas de
cuerpo, superficiales y
de O.L. se puede
construir un modelo de
variación de las
velocidades con laprofundidad
(Modelo Unidimensional)

0-70 km : discontinuidad de Mohorovicic
Vp: 6-6.5 km/s a 8.1 km/s
60-100 km: zona de baja velocidad
Vp: 8.1 a 8.0 km/s

Vs: 5.0 a 4.6 km/s

410 km y 660 km: saltos de velocidad
del manto superior (5%)
2750 km: capa D´´
2910 km: discontinuidad de Gutemberg
Vp: 13.4 a 8.1 km/s Vs: 7.3 a 0 km/s
5150 km: discontinuidad de Lehmann
Vp: 10.4 a 11.0 km/s Vs: 0 a 3.5 km/s...