Estructura anelástica de coda-Q en la Península Ibérica

Abstract

Este estudio recoge los principales resultados del trabajo sobre modelización de la anelasticidad en la Península Ibérica a partir de ondas de Coda correspondientes a una selección de 935 registros sísmicos digitales registrados en 27 estaciones equipadas con instrumental de corto periodo y pertenecientes al Instituto Geográfico Nacional (IGN). Tras la selección, se ha aplicado sistemáticamente la corrección por respuesta instrumental sobre todas las señales a analizar. Los sismos disponibles para este estudio ocurrieron en el intervalo 1997-1999 y se sitúan en las siguientes tres áreas en las que se concentra la sismicidad natural de la Península Ibérica: El Noroeste Peninsular (Galicia); El Noreste Peninsular (Cataluña, Aragón, Navarra y, parcialmente, el sur de Francia); El Sur Peninsular (sur de Valencia, Murcia, Andalucía y, parcialmente, el sureste de Portugal).<br/><br/>Mediante métodos basados en la dispersión simple se ha calculado el factor Q de coda y su dependencia frecuencial en todas las estaciones en el rango frecuencial comprendido entre 1.5 Hz y 9.0 Hz. La variación lateral de Q de coda se resume en los mapas de iso-Q correspondientes a la banda frecuencial 6.0-8.0 Hz. Esta banda frecuencial se sitúa en la parte central del ancho de banda de las estaciones empleadas. Los mapas de iso-Q a 7 Hz han permitido detectar anomalías de Qc relacionadas con características geotectónicas de cada región. En general se obtienen valores de Qc relativamente bajos en las tres regiones estudiadas. Estos valores son ligeramente más altos en la zona noroeste y más bajos en la zona sur. <br/><br/>También se han ajustado a la ley de dependencia frecuencial Q = Q0 &#1468; f &#957;, los valores obtenidos para el factor Qc a distintas frecuencias, obteniéndose, en general, valores de Qc0 bajos y exponentes &#957; altos. A raíz de los resultados obtenidos en este estudio, se advierte que la ley de dependencia frecuencial utilizada, y normalmente empleada para analizar la variación de los parámetros de atenuación inelástica, intrínseca y dispersiva, resulta no ser adecuada cuando se analiza una banda frecuencial amplia.<br/><br/>Un segundo aspecto analizado en este trabajo es la variación temporal de los parámetros de atenuación. La ocurrencia de dos sismos de intensidad VII, uno en el Sur y otro en el Noroeste Peninsular, ha permitido analizar esta variación temporal utilizando sismos anteriores y posteriores a las crisis sísmicas de Mula en el Sur (Febrero de 1999) y de Lugo en el Noroeste (Mayo de 1997). Como consecuencia de este análisis, los resultados apuntan variaciones significativas de Qc antes y después del sismo principal.<br/><br/>La aplicación sistemática del método de ventanas temporales múltiples que tiene en cuenta la dispersión múltiple y permite separar la atenuación intrínseca y dispersiva, ha permitido confirmar aspectos tradicionalmente aceptados y avanzar en otros en los que existe una controversia importante como son, la relación entre la Q de coda y la Q total, intrínseca y dispersiva y la dependencia frecuencial de todas ellas. Los resultados obtenidos con este análisis permiten afirmar que la atenuación intrínseca domina sobre la dispersiva para altas frecuencias en todas las regiones analizadas. En cambio, para frecuencias bajas, inferiores a 3Hz, la atenuación dispersiva domina en la región sur.

In the present study we analyze the anelastic structure of the Iberian Peninsula by using seismic coda waves of local and regional earthquakes. We use digital data collected at the seismic network of the Spanish Geographic Institute (Instituto Geográfico Nacional, IGN). Our data reflect the natural seismicity of the Iberian Peninsula and lead to consider and analyze three separated regions with different geotectonic features: The Northwestern (NO), the Northeastern (NE) and the Southern (S) Iberian Peninsula.<br/><br/>We have analyzed 935 high quality seismograms recorded at 27 stations, equipped with digital short period and some broadband instruments, in order to observe the Qc quality factor and its frequency dependence in the frequency range between 1 and 10 Hz. The best resolution has been obtained for frequencies between 6.0 and 9.0 Hz. This frequency band, which in most cases is the center frequency of the instrument response, has been used to plot iso-Q7Hz maps for the three studied regions. The iso-Q maps at 7 Hz show a good agreement with the main geotectonic characteristics of the mapped areas. Relatively low Qc values are found in the three regions, but Qc values are higher in the NO region and lower in the S region.<br/><br/>The frequency dependence of the quality factor has been also analyzed by using the well known law Q = Q0 &#61655; f&#61550;. We obtain low Qc0 values and high &#61550;. It is noted that probably the law mentioned before, which is mostly used in attenuation studies, is not adequate when a relatively broad frequency band is involved.<br/><br/>We have used two seismic events occurred in the NE region and in the S region to analyze the time dependence of the quality factor. The seismic intensity of both main earthquakes was VII in the MSK scale. We have analyzed events occurred before and after the main shock occurred during the seismic crisis of Mula in the Southeastern Iberian Peninsula (February, 1999), and the same procedure was used with events associated with the seismic crisis of Lugo, in the Northwestern Iberian Peninsula (May, 1997). Our results seems indicate temporal differences before and after the main shocks in both seismic crisis.<br/><br/>The application of the multiple lapse time window analysis (MLTWA), which takes into account the multiple scattering and leads to the separation of the intrinsic and scattering attenuation, confirms most of the results published but also gives some indications to go further in some subjects, as the relation between coda Q (Qc), intrinsic Q (Qi), scattering Q (Qs) and total Q (Qt) and their frequency dependence. The final results indicate that the intrinsic attenuation is more important that the scattering attenuation at high frequencies in all three analyzed regions. In the southern region and for low frequencies, lower than 3 Hz, the scattering loss is the main attenuation mechanism.