tesis del popo

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO
INSTITUTO DE GEOFÍSICA
POSGRADO EN CIENCIAS DE LA TIERRA

ANÁLISIS CUANTITATIVO DE FORMAS DE ONDA
EN EL VOLCÁN POPOCATÉPETL

TESIS
PARA OBTENER EL GRADO DE:

MAESTRO EN CIENCIAS
(SISMOLOGÍA)

PRESENTA

VÍCTOR MANUEL CRUZ ATIENZA
DIRECTOR

JAVIER FRANCISCO PACHECO ALVARADO

2001

.

A toda mi gente,
Porque las cosas pasan,
Porquevan pasando y siguen pasando
Sin importar si uno quiere que pasen.
Porque las cosas cambian,
Porque la vida cambia
Sin importarle nada.
Porque todo cambia y
Seguirá cambiando,
Sólo por eso,
Yo seguiré andando.
Víctor Manuel Cruz Atienza

México D.F. a 4 de Julio del 2001

Contenido

Advertencia

4

Resumen

4

Introducción

6

Estructura de Velocidad

15

FuenteExplosiva

22

Discusión y conclusiones

30

Bibliografía

33

Agradecimientos

37

Apéndice

38

3

Advertencia
Después de leer este trabajo, el lector entenderá que su contenido gira entorno al
artículo del Apéndice. En dicho artículo se encuentra, de una manera concreta y bien
estructurada, la metodología y los resultados de esta investigación. Los apartados que
antecedenal apéndice fueron pensados con la intención de tratar brevemente algunos
aspectos que, por las limitaciones de espacio, no pudieron ser incluidos en el artículo.
Bajo este tenor, la extensa introducción que a continuación aparece pretende
contextualizar e involucrar al lector, de una manera general, en la evolución y estado
actual del problema que nos planteamos resolver. Por otro lado, enlos apartados restantes
sólo se hicieron algunas reflexiones y ejercicios numéricos que el autor creyó pertinentes
para sustentar aún mejor los resultados y metodologías comprendidos en esta
investigación.

Resumen
El 21 de Diciembre de 1994, después de 70 años de una actividad fumarólica casi
insignificante, el volcán Popocatépetl produjo una gran exhalación de ceniza y gases querepresentó el comienzo de una nueva etapa de actividad volcánica. En Marzo de 1996 se
observó por primera vez el crecimiento de un domo de lava en la base del cráter del
volcán. El 29 de Abril de 1997 una gran explosión destruyó el domo previamente
formado. La formación de nuevos domos y su eventual destrucción es el mecanismo que
ha dado origen a las cuantiosas explosiones que se han presentado hastala fecha. Desde
entonces, 27 de ellas fueron registradas por estaciones de banda ancha hasta Enero del
2001. La señal dominante en la banda de 10 a 30 s claramente corresponde a un pulso de
Lamb. En consecuencia, se asumió el modelo de fuente explosiva propuesto por
Kanamori y Given (1983) para diseñar un algoritmo de inversión que permitió determinar
los siguientes parámetros: profundidad,duración, magnitud y dirección de la fuerza
puntual, F, aplicada sobre el terreno durante las explosiones. Para el cálculo de las
funciones de Green durante el análisis de la fuente en las estaciones más cercanas, se
determinó la estructura cortical de velocidades invirtiendo funciones de receptor con
“Simulated Annealing” en la estación PPIG, localizada 5 km al norte del volcán. Las
funcionesde receptor observadas mostraron características comunes que solamente

4

pueden explicarse incluyendo una zona de baja velocidad (ZBV) cercana a la superficie.
El modelado de las funciones confirmó la presencia de la ZBV aproximadamente a 8 km
abajo del cráter, con una relación de Poisson anómalamente alta (ν = 0.295 ± 0.013 ),
posiblemente relacionada a la cámara magmática del volcán.Las inversiones de la fuente explosiva de los 10 eventos analizados revelaron una
ley de escalamiento entre la magnitud de la fuerza, F, y la duración de la fuente, τ, dada
por F ∝ τ 2 , satisfaciendo expectativas teóricas. Por otro lado, F es proporcional a la
amplitud de las ondas registradas, A, de acuerdo con lo predicho por la teoría de la
elasticidad: F ∝ A . Además, considerando que...