Análisis tectónico a partir de información del satélite GOCE
Resumen Abstract Índice Conclusiones
Orlando Álvarez Pontoriero
2014-A
Mejor Tesis Doctoral en Geofísica Pura o Aplicada, realizada en Universidades Españolas o de Iberoamérica
La presente Tesis doctoral se realizo en el marco del auge de la nueva misión de gravedad satelital GOCE (Gravity Field and Ocean Circulation Explorer) de la Agencia Espacial Europea (ESA) con múltiples aplicaciones en diversas disciplinas tales como oceanografía, geodesia física, geodinámica y geofísica. En la misma se presenta un método moderno para realizar la corrección topográfica de los datos de gravedad satelital y se diseño un programa a tal efecto. El mismo permite transformar un modelo de elevación digital (DEM) en prismas esféricos (teseroides) para calcular el efecto que generan las masas topográficas sobre el campo gravitatorio. La utilización de prismas esféricos en lugar de rectangulares es fundamental para el cálculo del efecto topográfico ya que tiene en cuenta la curvatura terrestre, evitando así los errores que introducen el realizar la corrección por medio de una aproximación plana (prismas rectangulares).
Los modelos globales de gravedad están expresados como una serie de coeficientes en armónicos esféricos hasta un máximo grado y orden, de los cuales depende la resolución espacial del modelo. Los modelos más recientes obtenidos a partir de la información del satélite GOCE están desarrollados hasta un grado/oren N=250 teniendo una resolución de aproximadamente ?/2=80 km. Ya que el campo de gravedad se atenúa a la altura de las órbitas de los satélites, estos modelos (satelitales puros) proveen solo información de larga longitud onda del espectro. A pesar de esta desventaja, estos modelos tienen una precisión homogénea, ya que no presentan errores ni sesgos de muestreo, inducidos por la inhomogeneidad de los datos de gravedad terrestre, tal como sucede con el modelo EGM2008. Este último modelo combina diferentes fuentes de datos como ser datos del satélite GRACE, anomalías de gravedad terrestres, marinas y aéreas logrando una mayor resolución espacial (N = 2159 / ?/2 = 9 km). Los datos de GOCE con una resolución espacial menos detallada permiten validar los datos terrestres que integran el modelo de gravedad global. Se realizo un análisis estadístico en la región de estudio encontrando que el modelo EGM2008 presenta una concordancia apropiada con los datos obtenidos del satélite GOCE sobre la llanura Chacoparanaense, y una pobre correlación sobre la Cordillera de los Andes. En función de ello, se realizó el cálculo con ambos modelos, optimizando los mejores aspectos de cada uno: la mayor resolución de EGM2008 pero con menor calidad sobre los Andes, y la calidad uniforme de los datos GOCE con una resolución espacial más reducida.
A partir de dichos modelos y utilizando modelos sintéticos se calculo el potencial anómalo y a partir de este se obtuvieron distintas cantidades derivadas como ser la anomalía de gravedad y el tensor de gradiente gravimétrico (TGG). Este ultimo denominado también tensor de Marussi está compuesto por cinco elementos independientes y es obtenido como la segunda derivada del potencial anómalo. Los componentes del TGG pueden ser expresados y resueltos numéricamente en un sistema de coordenadas esféricas. El gradiente vertical de la gravedad (Tzz) es la segunda derivada del potencial anómalo en la dirección radial. El Tzz presenta una mejor resolución teórica que la gravedad para algunas características geofísicas. El Tzz es más sensible a variaciones de densidad superficiales y permite localizar una masa anómala con mayor resolución y detalle que la anomalía de gravedad siendo totalmente insensible a inhomogeneidades de masa planas extendidas. Al ser un derivado de la gravedad, el espectro de potencia de la señal del gradiente es empujado hacia las altas frecuencias resultando en una señal más localizada en la fuente que la genera con respecto a la anomalía. Por el contrario esta ultima tiene más espectro de potencia a bajas frecuencias haciéndola más sensible a señales mas regionales y a fuentes más profundas. Debido a lo expuesto el Tzz es más útil para la detección de los bordes de las estructuras geológicas y para detectar una menor variación de densidad superficial respecto de una masa más extensa y profunda. Esto resulta en una mejora sustancial para delinear estructuras someras cubiertas cuando es comparado a la anomalía de aire libre o con la anomalía de Bouguer. Un valor positivo de la señal del gradiente está relacionada con cuerpos densos mientras que un valor negativo está relacionado con cuerpos relativamente menos densos, un cambio abrupto de la señal puede indicar un alto contraste de densidad entre dos litologías diferentes. La unidad de medida del Tzz es el Eötvös y es equivalente a 10-4 mGal/m.
A partir de los modelos de gravedad global (GOCE y EGM2008) fueron calculados el potencial anómalo y consecuentemente los derivados del campo de gravedad como ser la anomalía de gravedad y el gradiente vertical de la gravedad (Tzz) y luego fueron corregidos por el efecto topográfico. Los resultados confirmaron que la anomalía de gravedad y el gradiente de la gravedad resaltan características geológicas equivalentes de forma diferente y complementaria, demostrando la utilidad de ambas técnicas. El Tzz es apropiado para detectar heterogeneidades de masa localizadas en la corteza superior; permitiendo delinear áreas tales como zonas de contacto entre terrenos, en donde afloran rocas de alta y baja densidad enfrentadas como ser el límite entre el terreno de Cuyania con Pampia. Sin embargo, cuando el contraste de densidad es relativamente bajo y las estructuras geológicas son profundas y yacen bajo una espesa cubierta sedimentaria el Tzz pierde resolución. En este caso, la anomalía de la gravedad muestra una mejor respuesta, como es el caso del límite entre el Orógeno Pampeano y el cratón del Rio de la Plata. De esta forma se muestra que es posible detectar limites geológicos relacionados a diferencias de densidad en una escala regional, resaltando el potencial de la gravimetría satelital con corrección topográfica como una nueva herramienta para lograr la interpretación tectónica de media a larga longitud de onda en una determinada región de estudio.
Mas precisamente, el gradiente vertical de la gravedad corregido por topografía, obtenido a partir ambos modelos, nos permitió delinear heterogeneidades de masa localizadas en corteza superior en la región del “flat slab” Pampeano. Se infirió la localización de grandes estructuras como la Cordillera de los Andes y Sierras Pampeanas, y más particularmente, la Precordillera, la Sierra de Pie de Palo y la Sierra de Valle Fértil. Se resaltó el alto contraste de densidad entre esta última sierra y la cuenca del Bermejo, lineamiento conocido como Valle Fértil-Desaguadero que marca el límite entre los terrenos de Cuyania y Pampia. En función de los mapas de anomalía y gradiente vertical se interpretaron las estructuras geológicas asociadas y la delimitación de terrenos como Chilenia, Cuyania, Pampia, y el límite este del cratón del Río de La Plata. Este es un límite importante que aún no había sido claramente mostrado por la gravimetría. Los límites entre los diferentes Terrenos y la definición de las anomalías a partir de los datos del satélite GOCE se encuentran grandemente suavizados debido a la menor resolución espacial de los datos. Sin embargo, se pudo notar una progresiva mejora en la resolución a medida que se utilizan modelos más nuevos, con mayor cantidad tiempo de medición y mejoras en los algoritmos de procesamiento. Por otra parte, el modelo EGM2008 nos permitió definir de una mejor manera las diferentes estructuras, sin embargo su utilización debe estar restringida a aquellas zonas en que se conozca la calidad de los datos terrestres que integran a dicho modelo. La metodología se aplico también para la determinación de cuencas sedimentarias de mediana a larga longitud de onda, a lo largo de todo el territorio Argentino y Atlántico Sur, resultando una herramienta con amplia cobertura, aceptable precisión y bajo costo. Teniendo el método aquí presentado, aplicaciones de interés económico, como ser la exploración de regiones con potencialidad para la explotación de hidrocarburos.
En la región de subducción horizontal Pampeana se realizó el cálculo del Tzz con ambos modelos optimizando los dos aspectos: el de mayor resolución (EGM2008) pero menor calidad sobre los Andes, y la mayor precisión y calidad uniforme de los datos GOCE con una resolución espacial más reducida. Luego, utilizando la anomalía de Bouguer obtenida a partir de los datos del modelo GOCE, calculamos la discontinuidad manto corteza y el espesor elástico de la litosfera (Te) utilizando el método de la aproximación por convolución. Los resultados obtenidos muestran un debilitamiento de la placa oceánica sobre la dorsal de Juan Fernández (JFR), y sobre el “bulge flexural”. Obtuvimos variaciones substanciales en la estructura cortical de la litósfera continental cuando se compara la zona norte con la sur. Hacia el norte, en donde se desarrolla la subducción plana, la rigidez flexural es mayor que en la zona sur en donde la placa oceánica subduce con un ángulo aproximadamente normal. En esta zona la rigidez de la placa parece ser equivalente a cero, reflejando una litosfera continental debilitada debido a la ascensión de magmas desde la astenósfera.
En el extremo norte de la zona de subducción plana Pampeana (27ºS-28ºS), la cadena volcánica de Ojos del Salado-San Buenaventura presenta una anomalía en el patrón del volcanismo de arco y retroarco. Estos centros están controlados por estructuras regionales orientada ENE con componentes de deformación profunda y cizalla. Por otra parte, su desarrollo coincide con una fuerte deflexión de la fábrica de la deformación Andina determinada a partir del análisis gravimétrico que podría estas vinculado a la colisión de la dorsal asísmica Copiapó a aproximadamente 27.5º S. La dorsal asísmica Copiapó presenta un azimut prácticamente igual al vector de convergencia de la placa de Nazca con respecto a la placa Sudamericana. Esto implica que el punto de inserción de la dorsal asísmica Copiapó colisionando bajo la trinchera no se desplazaría hacia el sur como es el caso del JFR, basándonos en un análisis puramente geométrico. La impresión deformacional sobre la placa cabalgante podría haber afectado una zona más discreta produciendo una tendencia ENE tal como la observada en las anomalías deflectadas. Esto explica porque la rotación de la anomalías esta tan localizada a lo largo de una franja discreta y porqué la fábrica Andina derivada los procesos de subducción plana en la región aparece inalterada al norte y sur del lineamiento. En particular, la huella de la dorsal asísmica Copiapó bajo la placa Sudamericana puede ser inferida basado en este análisis gravimétrico y explica el patrón de deformación reciente que está afectando la estructura de la región de la Puna y Sierras Pampeanas y está controlando el desarrollo anómalo de la cadena volcánica de Ojos del Salado-San Buenaventura. Se analizo la zona de subducción horizontal Pampeana (también conocida como “Chilean flat slab”) y partir del análisis realizado se propone que el desarrollo importante de la zona de placa plana Pampeana se debe la colisión de dos dorsales asísmicas el de Copiapó y el de JFR. Similares a lo observado por otros autores en la región de subducción horizontal Peruana, y por lo tanto se infiere que las configuraciones de grandes “flat slabs” podrían ser el producto de dos colisiones de dorsales simultáneas.
A partir de la misma metodología identificamos una segmentación de la señal del Tzz a lo largo del margen de la costa Chilena hasta la trinchera. Mostramos como los diferentes altos de la batimetría oceánica segmentan dicha señal, en donde los altos del Tzz están relacionados con los altos de la batimetría oceánica subducidos. Particularmente, la dorsal de Juan Fernández, la fractura de Mocha y la dorsal Chilena están relacionados a valores más positivos de Tzz. Luego comparamos la señal del Tzz con las principales elipses de distribución de deslizamiento para distintos sismos de megaempuje. A partir de este análisis encontramos una relación espacial entre los altos valores de Tzz con los limites de las zonas de ruptura. Encontramos que bajos valores de Tzz están correlacionados aproximadamente con la localización de las zonas de ruptura para los grandes sismos a lo largo del margen centro-sur Chileno. En un análisis más detallado, encontramos una correlación entre alto deslizamiento con valores mínimos negativos de Tzz para el evento del Maule 2010. Los resultados sugieren que el Tzz es una mejor aproximación que la anomalía de gravedad para delinear el acoplamiento variable de la estructura sismogénica (alto acoplamiento podría estar relacionado con bajos Tzz y viceversa). Ya que el gradiente vertical derivado de los modelos satelitales es útil para la caracterización de la estructura sismogénica a lo largo de las zonas de subducción, tiene un numero de implicancias en el conocimiento general de los procesos sismogénicos y para la evaluación de riesgo sísmico y de tsunamis. Delineamos la segmentación del margen definiendo dos tipos de barreras o atenuadores en función de los contornos o isolíneas del Tzz y su relación con los grandes eventos sísmicos ocurridos en la región. El Tzz más positivo indicaría un grado de bloqueo a la propagación de la ruptura. Finalmente podríamos concluir la siguiente secuencia de eventos: cuando ocurre un megasismo, la ruptura se propagara a lo largo de la interfaz de falla siguiendo las principales asperezas. En función de la magnitud del evento, la zona de ruptura podría cruzar a través de estos atenuadores/barreras en un orden decreciente hasta que la de menor orden. Es decir la zona principal de ruptura estará contenida en función de la relación entre la magnitud del evento y el orden del atenuador/barrera, estando el máximo desplazamiento concentrado en las regiones de menor Tzz.
En este trabajo se presentan novedosos resultados de interés tectónico y geodinámico, basados en los últimos datos de gravedad satelital y en modernas metodologías de procesamiento. En particular, se utilizaron datos de la misión del satélite GOCE (modelos TIM_R3 y R4), con un máximo grado y orden del desarrollo en armónicos esféricos de N=250 (resolución espacial de 80km). En los casos en que se necesitó una mayor resolución se complementó el estudio a partir de los datos del modelo EGM08 (N=2159, resolución de 9km). Los datos satelitales se corrigieron por el efecto topográfico utilizando prismas esféricos de densidad constante para tener en cuenta la curvatura terrestre. Se calcularon anomalías y gradientes verticales de la gravedad, anomalías de Bouguer, Moho y espesor elástico. Con esta información cuidadosamente analizada y procesada se abordaron diferentes hipótesis en la región sur de los Andes Centrales específicamente en la región en que la placa de Nazca subduce de manera subhorizontal.
Los resultados obtenidos permitieron identificar importantes lineamientos geológicos a escala regional, fuertemente relacionados con la delimitación de terrenos. Entre ellos el más significativo es el límite entre Pampia y el Cratón del Rio de la Plata. Este importante lineamiento no había podido ser identificado en su total extensión debido a la falta de datos geológicos y geofísicos de superficie.
Por otro lado, se pudo identificar una importante deformación en las estructuras Andinas expresada por un lineamiento de gran importancia geotectónica en la zona norte de la placa plana (27.5ºS). Este lineamiento oblicuo a las estructuras Andinas está relacionado a las cadenas volcánicas de Ojos del Salado y San Buenaventura, y presenta una gran correlación con la subducción del ridge a sísmico Copiapó emplazado en la placa de oceánica de Nazca. El lineamiento se encuentra en la zona de interrupción del arco volcánico activo y podría ser una de las causas de la extensión de la horizontalización de la placa al norte del ridge de Juan Fernández (32.5ºS).
Se analizó la placa de Nazca y su influencia en el margen Andino desde el codo de Arica hasta el sur del punto triple de Chile. Se encontró una importante relación entre la segmentación de la señal del gradiente gravimétrico, los altos batimétricos oceánicos y la segmentación sísmica, a lo largo del margen en la región de interplaca.
Abstract
This thesis present novel results of tectonic and geodynamic interest, based on the latest satellite gravity data and modern processing methods. In particular, using data from the satellite GOCE mission (models TIM_R3 and R4), with a maximum degree and order of the spherical harmonic expansion of N=250 (spatial resolution of 80km). In cases where a higher resolution was needed the study was supplemented with data of the EGM08 model (N=2159, resolution of 9km). Satellite data were corrected by the topographic effect using spherical prisms of constant density to take into account the earth curvature. Gravity anomalies, vertical gravity gradients, Bouguer anomalies, Moho and elastic thickness were calculated. With this information carefully analyzed and processed different hypotheses were addressed in the southern Central Andes region, specifically where the Nazca plate subducts subhorizontal.
Results allowed to identify important regional geological lineaments, strongly related to terrain boundaries. Among them, the most significant is the boundary between Pampia and Rio de la Plata craton. This important lineament has not been identified before in its full extent due to the lack of geological and geophysical data.
On the other hand, it was able to identify an important deformation of the Andean structures expressed by a major tectonic lineament in the northern area of the flat slab (27.5° S). This lineament, oblique to the Andean structures, is related to the Ojos del Salado and San Buenaventura volcanic chains, and is well-correlated with the subduction of the Copiapó aseismic ridge located in the Nazca oceanic plate. The lineament is in the area where the active volcanic arc is interrupted and could be a cause of the extent of the flat slab, to the north of the Juan Fernandez ridge (32.5 ° S).
The Nazca plate and its influence over the Andean margin was analyzed from the Codo de Arica to the southern Chile Triple Junction. We found a significant relationship between the segmentation of the gravity gradient signal, ocean bathymetric highs and seismic segmentation along the margin in the interplate region.
INTRODUCCION11
CAPITULO 1: MISIONES SATELITALES, DATOS Y METODOLOGIA17
1.1.INTRODUCCION A LAS MISIONES SATELITALES17
1.1.1. MISION GOCE18
1.1.2. OBJETIVOS GENERALES DE LA MISION GOCE19
1.1.3. ELEMENTOS FUNDAMENTALES DE LA MISION GOCE21
1.1.4. DESCRIPCION DE LA CARGA UTIL21
1.2. MODELOS GLOBALES DEL CAMPO DE GRAVEDAD
TERRESTRE24
1.2.1.DATOS GOCE271.2.2.SOLUCIONES GOCE29
1.3. METODOLOGIA30
1.3.1. MODELOS DE CALCULO DIRECTO30
1.3.2. POTENCIAL GRAVITATORIO31
1.3.2.1. ANOMALÍA DE GRAVEDAD33
1.3.2.2. TENSOR DE GRADIENTE GRAVIMÉTRICO34
1.3.2.3. PRINCIPALES DIFERENCIAS ENTRE Ga Y Tzz35
1.3.2.4. MODELO SINTÉTICO DE DOS CUERPOS36
1.3.3. CALCULO DEL EFECTO TOPOGRAFICO38
1.3.3.1. GRADIENTES DE GRAVEDAD PARA LOS
TESEROIDES39
1.3.3.2. IMPLEMENTACIÓN COMPUTACIONAL41
1.4. CÁLCULO Y RESULTADOS44
1.4.1. CALCULO DEL TGG PARA UNA TOPOGRAFÍA
SINTÉTICA CONVERTIDA A TESEROIDES44
1.4.2. CALCULO DEL TGG PARA UN TESEROIDE45
1.4.3. CALCULO DEL TGG PARA UNA TOPOGRAFÍA
SINTÉTICA CON PRISMAS RECTANGULARES47
1.4.4. CALCULO SOBRE LAS MASAS TOPOGRAFICAS48
1.4.5. CALCULO DEL TGG PARA UN DEM52
1.5. CORRECCION DE LOS DATOS SATELITALES55
1.5.1. DETECCIÓN DE CONTRASTES DE DENSIDAD58
1.5.2. INTERPRETACION63
1.6. CONCLUSIONES64
CAPITULO 2: COMPARACION CON DATOS TERRESTRES67
2.1. CONTRASTE CON DOS SECCIONES BIEN CONOCIDAS67
2.1.1. INTRODUCCION67
2.1.2. GEOLOGIA RELACIONADA AL PERFIL A LOS 29ºS67
2.1.3. PERFIL A 29º S68
2.1.4. PERFIL A LOS 39º S69
2.1.5. CONCLUSIONES71
2.2. DELIMITACION DE CUENCAS72
2.2.1. INTRODUCCIÓN72
2.2.2. ANOMALÍA RESIDUAL ISOSTÁTICA DESCOMPENSADA73
2.2.3. CONCLUSIONES76
CAPITULO 3: APLICACIONES TECTÓNICAS77
3.1. DELIMITACION DE TERRANES77
3.1.1. INTRODUCCION77
3.1.2. MARCO GEOLOGICO78
3.1.3. COMPARACION ENTRE LOS MODELOS GOCE Y EGM0881
3.1.4. CALCULO DE LA CORRECCION TOPOGRAFICA84
3.1.5. LAS CANTIDADES DERIVADAS DE LA GRAVEDAD Y SURELACION CON LA GEOLOGIA86
3.1.5.1. COMPARACION CON EL TZZ CON GOCE89
3.1.5.2. PERFILES A LO LARGO DEL LIMITE ENTRE
PAMPIA Y EL CRATON DEL RIO DE LA PLATA91
3.1.6. CONCLUSIONES93
3.2. REGION NORTE DE LA ZONA DE SUBDUCCION PLANA
PAMPEANA95
3.2.1. INTRODUCCION95
3.2.2. GEOMETRIA DE LA ZONA DE SUBDUCCION PLANAPAMPEANA Y ESTRUCTURA ANDINA RELACIONADA99
3.2.3. JUSTIFICACION DEL MODELO A UTILIZAR104
3.2.4. RESULTADOS104
3.2.5. DISCUSION Y CONCLUSIONES111
3.3 ESTUDIO DE LA MORFOLOGIA DE LA PLACA DE NAZCA
Y SUS IMPLICANCIAS SOBRE EL MARGEN ANDINO113
3.3.1. INTRODUCCION113
3.3.2. MARCO GEO-TECTONICO117
3.3.2.1. MARGEN NORTE DE CHILE118
3.3.2.2. MARGEN CENTRAL A SUR DE CHILE119
3.3.2.3. REGION SUR DEL PUNTO TRIPLE120
3.3.3. JUSTIFICACION DEL MODELO A UTILIZAR121
3.3.4. RESULTADOS122
3.3.4.1. DERIVADOS DE LA GRAVEDAD CON GOCE125
3.3.4.2. PERFILES A LO LARGO DEL LIMITE ENTRE
PLACAS125
3.3.5. ANALISIS DETALLADO Y COMPARACION CON
TRABAJOS PREVIOS129
3.3.5.1. REGION DEL NORTE DE CHILE: 16º – 30ºS130
3.3.5.2. CHILE CENTRAL: 26º – 34º132
3.3.5.3. REGION CENTRO-SUR DE CHILE: 32º – 46º134
3.3.5.4. REGION MAS AUSTRAL DE CHILE: 46º – 57º137
3.3.6. CONCLUSIONES140
3.3.7. APENDICE I: COMPARACION ENTRE MODELOS141
3.4. RELACION ENTRE LAS ZONAS DE RUPTURA DE LOS GRANDES
SISMOS EN EL MARGEN ACTIVO Y EL TZZ145
3.4.1. INTRODUCCION145
3.4.2. MARCO GEO-TECTONICO Y SEGMENTACION SISMICA147
3.4.3. METODOLOGIA149
3.4.4. RESULTADOS150
3.4.5. DISCUSION153
3.4.6. CONCLUSIONES157
3.4.6.1. APENDICE I: COMPARACION DE DATOS GOCE
VS EGM08160
3.4.6.2. APENDICE II: GRADIENTE VERTICAL DE LAGRAVEDADPARA EL MODELO EGM08163
3.4.6.3. APENDICE III: RELACION ENTRE LOS Hof’s Y
LA SEGMENTACION DE LA SEÑAL DEL TZZ,
PERFILES NNO-SSE165
CAPITULO 4: FLEXIÓN ELÁSTICA169
4.1. INTRODUCCION1694.2. MARCO GEO-TECTONICO170
4.3. MODELO DE GRAVEDAD GLOBAL SELECCIONADO172
4.4. RIGIDEZ FLEXURAL173
4.5. METODOLOGIA174
4.5.1 GRADIENTE VERTICAL DE LA GRAVEDAD1794.6. RESULTADOS179
4.6.1 PERFILES A LO LARGO DE LA REGION189
4.7. CONCLUSIONES191
4.8. APENDICE I: ANALISIS ESTADISTICO192
CAPITULO 5: CONCLUSIONES GENERALES195
BIBLIOGRAFÍA199
En el marco de la gravimetría satelital, se aplicó una moderna metodología, que permitió el cálculo directo de anomalías de gravedad y gradientes de la gravedad a partir de los modelos de campo de gravedad terrestre expresados en series de coeficientes en armónicos esféricos. La metodología aplicada incluye la corrección del efecto topográfico para ambos campos derivados de la gravedad. Para el cálculo de dicha corrección se aplicaron prismas esféricos de densidad constante, en lugar de utilizar prismas rectangulares como lo hacían programas anteriores. Esto permite tener en cuenta la curvatura terrestre, fundamental para disminuir el error en la aproximación, especialmente en aplicaciones regionales cuando se utilizan grandes ventanas de cálculo.
Se compararon los resultados en dos secciones bien conocidas sobre la región Andina y se encontró que a largas longitudes de onda, la señal del satélite GOCE esta en buena concordancia con los datos terrestres. Por el contrario, la señal del modelo EGM08 se comporta de una mejor manera sobre la llanura en donde las variaciones de la topografía no son significativas y en donde dicho modelo cuenta con mayor cantidad de datos terrestres. El modelo EGM08 presenta una mejor resolución espacial resolviendo de una mejor manera las altas frecuencia de la señal gravimétrica, sin embargo su utilización debe restringirse a las zonas en donde el error entre dicho modelo y GOCE es pequeño. Esto es debido a que el modelo GOCE es un modelo satelital puro y presenta una calidad de datos homogénea. A su vez, se obtuvo un mapa de cuencas geológicas para toda Argentina de media a larga longitud de onda. Los contornos de las mismas fueron comparados con los mapas existentes y se obtuvo una buena correlación, llegando a identificar nuevas cuencas en regiones poco exploradas debido a la dificultad que presenta el terreno.
Se aplicó la metodología en la región sur de los Andes Centrales, lográndose identificar importantes lineamientos geológicos a escala regional relacionados a importantes diferencias de densidad. Muchos de estos lineamientos han sido previamente identificados por medio de la geología de campo y la gravimetría terrestre y fueron asociados a la delimitación de terrenos, como por ejemplo el lineamiento de Valle Fértil-Desaguadero asociado al límite entre Cuyania y Pampia. Sin embargo otros de ellos no habían sido identificados en toda su extensión y su mapeo era solo inferido de manera indirecta. El más representativo es el límite entre Pampia y el Cratón del Rio de la Plata el cual ha sido previamente asociado al lineamiento Transbrasiliano. A partir de la comparación de los resultados se encontró que la gravedad y el gradiente de la gravedad resaltan características geológicas equivalentes de forma diferente y complementaria, demostrando la utilidad de ambas técnicas. El Tzz es más apropiado para detectar heterogeneidades de masa localizadas en la corteza superior en donde las rocas de alta y baja densidad son enfrentadas. Sin embargo, cuando el contraste de densidad es relativamente bajo y las estructuras geológicas son profundas pierde resolución. En este caso, la anomalía de la gravedad muestra una mejor respuesta, como es el caso del límite entre el Orógeno Pampeano y el Cratón del Rio de la Plata.
Se logró identificar una importante relación entre la subducción de un ridge asísmico, el ridge Copiapo, perteneciente a la placa de Nazca y la deformación en la placa cabalgante. Los mapas de anomalía y gradiente vertical permitieron definir un importante lineamiento en esta región el cual estaría asociado a la Cadena volcánica ojos del Salado-Buenaventura. Este lineamiento se encuentra localizado en el límite norte de la región de placa plana Pampeana, y marca el comienzo de la interrupción del arco volcánico activo hacia el sur, hasta el ridge de Juan Fernández. Otros autores encontraron una fuerte correlación entre la subducción de las anomalías topográficas como los ridges asísmicos y la flotabilidad de la placa oceánica. En función de los resultados encontrados, se propone que el ridge Copiapo es el causante de que la zona de subducción plana se extienda tan al norte, y no sea solo causada por el ridge de Juan Fernández, tal como se interpreta la bibliografía en la actualidad. Esta hipótesis estaría reforzada por el hecho de que el lineamiento asociado a la colisión del ridge que se observa en la placa sudamericana marca la terminación del arco volcánico activo en la región. Algo de similares características ocurre en la zona de subducción Peruana, la cual fue asociada a la subducción del ridge de Nazca y estudios recientes proponen que la zona norte estaría asociada a la subducción de otro ridge.
Luego, se realizó el mapeo de los derivados de la gravedad antes mencionados para la placa oceánica de Nazca, con el fin de establecer una relación entre las anomalías batimétricas y la deformación asociada sobre la placa Sudamericana en la región Andina. Se pudieron delinear las diferentes zonas de fractura y ridges que afectan a la corteza oceánica, como así también se pudo encontrar una importante variación latitudinal de densidad en la zona del antearco. Esta variación, notoriamente representada por el Tzz, está relacionada a las diferencias en la distribución de los sedimentos a lo largo de la trinchera. Muchos autores concuerdan en que esta variación en la sedimentación y el efecto que produce en la zona de interplaca estaría fuertemente vinculada a las diferencias en la elevación y volumen de la cadena Andina. Estas relaciones pudieron ser identificadas claramente en los mapas de anomalías y gradiente, lográndose un detallado mapeo de las anomalías a lo largo de la zona paralela a la trinchera. Posteriormente se logró correlacionar la segmentación del gradiente vertical de la gravedad en la zona de interplaca con los altos y bajos de la corteza oceánica. Esta segmentación del Tzz se comparó con las zonas de ruptura y distribución del deslizamiento para los grandes sismos en la zona de interplaca, lográndose una gran correlación. En función de ello se delineo la segmentación del margen y se definieron tres tipos de barreras a la propagación de los eventos sísmicos en función de los contornos de Tzz y su relación con los grandes planos de deslizamientos sísmicos (sismos de megathrust) en el área de estudio.
Para finalizar, se compararon las anomalías encontradas a partir de los mapas de Tzz con el espesor elástico obtenido aplicando el moderno método de la aproximación por atenuación. Esto permitió encontrar importantes variaciones en la estructura cortical de la litosfera continental cuando se comparó con la zona de subducción plana Pampeana con la zona de subducción normal hacia el sur. Se obtuvo una cierta correlación entre los valores estimados de Te y algunos terrenos como ser Precordillera, Cuyania, Famatina y el Cratón del Rio de la Plata; mientras que Chilenia parece estar fuertemente afectado por las diferencias en los ángulos de subducción. Las Sierras Pampeanas también presentan un comportamiento distinto presentando más rigidez cortical en la región norte, y una corteza debilitada hacia el sur y hacia el este. Los resultados de Te obtenidos indican que la estructura cortical en la región bajo estudio está lejos de ser homogénea, mostrando diferencias contrastantes en las propiedades de la resistencia.