Atenuación de Ondas Coda en Grecia

      El presente estudio versa sobre el análisis de la atenuación de ondas coda en Grecia, teniendo como propósito la obtención de un mapa de isolíneas de atenuación sísmica que indique su variación geográfica. Para ello se lleva a cabo una estimación del factor de calidad, analizando las ondas de coda (Q_c).

      Dada la elevada actividad sísmica que se produce en Grecia (la mayor de Europa), y la importancia que tiene el conocimiento de la atenuación en los estudios de riesgo sísmico, y por tanto en la elección de un emplazamiento adecuado en proyectos de ingeniería civil (sobre todo de instalaciones críticas como presas, centrales nucleares…), el motivo que condujo a efectuar este trabajo de investigación fue la falta, hasta el momento, de uno de similares características que incluyera la totalidad del territorio griego.

      
El estudio ha sido desarrollado en ambas instituciones, aprovechando las estancias facilitadas por dicho Proyecto.

      Este trabajo fue defendido en Sesión Pública el 22 de Septiembre de 2000, en la Facultad de Ciencias Físicas de la Universidad Complutense de Madrid.

      Objetivos:

       Estudio de la dependencia del factor de calidad (Q) con la frecuencia, mediante el análisis de ondas coda: Q = Q_c(f). 
Análisis de la dependencia de Q_c con la elección del inicio de coda y la longitud de la ventana temporal utilizada. 
Observación de la variación de Q_c al considerar sismos dentro de diferentes rangos de distancias epicentrales. 
Estudio del comportamiento de Q_c para distintos volúmenes muestreados. 
Obtención de las isolíneas de Q₀ (Q_c en el caso de f=1 Hz) para todo el territorio helénico.

1.- Introducción 2
1.1.- La atenuación. Anelasticidad Terrestre 2

2.- Ondas Coda 4
2.1.- Concepto de Coda 4
2.1.1.- Propiedades características de las Ondas Coda 5
2.2.- Scattering y Coda. Evolución histórica 5
2.2.1.- Scattering 
2.2.2.- Coda 6

3.- Modelización de Ondas Coda 8
3.1.- Atenuación Intrínseca y Dispersiva. Significado físico de Q_c 8
3.2.- Consideraciones sobre el «Scattering» 10
3.3.- Modelo «Single Back-Scattering» (SBS) 11
3.4.- Modelo «Single Isotropic Scattering» (SIS) 15
3.5.- Modelo de Difusión 16
3.5.1.- Modelo de Difusión de Aki y Chouet 16
3.6.- Modelo de Múltiple Scattering 17
3.6.1.- El Modelo de Gao 17
3.6.2.- Modelo de Flujo de Energía 20
3.6.3. – Modelo de Transferencia Radiativa 21
3.7. – Coparación de los Modelos 21
3.7.1.- La Conservación de la Energía 21
3.7.2. – Dispersión Simple y Dispersión Múltiple 22
3.8.- Líneas de Estudio 22

4.- El Factor de Calidad Q 24
4.1.- Dependencia de Q con la Frecuencia. Implicaciones Tectónicas 24
4.2.- Dependencia de Q con el Tiempo 24
4.3. – Estimación de la Respuesta Local 26
4.4.- Utilidad del estudio de la Atenuación 26
4.5.- Separación entre Q_i Q_s 26

5.- Marco Sismotectónico de Grecia 28
5.1.- Sismicidad 28
5.2- Tectónica 32
5.2.1.- Introducción 32
5.2.2. – La Zona Sísmica de Benioff en el sur del Egeo 32
5.2.3. – Soluciones de Plano de Falla 33
5.2.4. – Deformación de la Corteza 34
5.2.5. – Placas Litosfericas y sus Movimientos 35
5.2.6.- Actividad Volcánica en Grecia 36

6.- Geología de la Zona 37

7.- Aplicación del Modelo SBS a Grecia 41
7.1. – Selección de Datos Limitaciones 41
7.2.- Método de Tratamiento 44
7.2.1.- Procedimiento 44
7.2.2. – Estudio Comparativo de Estaciones 57
7.2.3.- Análisis para la Estación VLS según Distancias Epicentrales 62
7.2.4.- Estudio de Volúmenes de Muestreo 69

8.- Estudios anteriores de Q_c en Grecia 78

9.- Discusión y Conclusiones 81

9.1.- Resumen final y Perspectivas 84

10.- Anexo 85

Referencias 98

      Las variaciones espaciales encontradas son pequeñas y en algún caso caen en el margen de error. Por ello, algunos resultados pueden experimentar cambios cuando las muestras de datos analizadas sean más extensas. La necesidad de disponer de mayor volumen de información es particularmente importante si se desea realizar un estudio en el que la distribución epicentral sea un criterio de agrupamiento. También son particularmente útiles los sismos situados a menos de 25 km de distancia de la estación de registro porque la información que proporcionan refleja mejor la atenuación en la corteza. Por tanto, los futuros trabajos deberán incluir un mayor número de sismogramas correspondientes a eventos más próximos a las estaciones. Las mejoras introducidas recientemente en la Red del Observatorio Nacional de Atenas permiten ser optimistas sobre la disponibilidad de esta información.

      Otra línea de trabajo que parece conveniente abordar es la comparación entre la distribución espacial de Q₀ y la de otros parámetros sísmicos. En esta etapa del estudio la comparación ha sido realizada sólo con el coeficiente b de la distribución de magnitudes de Gutenberg-Richter, pero existen muchos otros fenómenos (tipo de régimen tectónico, distribución del vulcanismo, características del buzamiento de las placas, etc.) y parámetros (Intensidad, Momento, etc.) que merecerían dicho análisis, no realizado porque la resolución espacial de Q₀ no lo permitía o porque la información localizada no era suficiente. Particular interés tiene el análisis conjunto de la atenuación evaluada a partir de ondas de coda con las relaciones de este mismo parámetro propuestas para el estudio del riesgo sísmico y obtenidas a partir de acelerogramas. Este trabajo ya está siendo abordado en colaboración con el Instituto de Geodinámica del Observatorio Nacional de Atenas, como continuación del Proyecto «Evaluación de la atenuación sísmica en Grecia mediante el análisis de ondas de coda», en cuyo marco se ha llevado a cabo el presente Trabajo de Doctorado.