Diferenciación de mecanismos de fuente de eventos de largo periodo en entornos volcánicos mediante simulaciones numéricas

Abstract

A lo largo de los años se han ido proponiendo distintos modelos para tratar de explicar el origen de los eventos de largo periodo en entornos volcánicos. Hasta hace poco se pensaba que estos eventos estaban asociados exclusivamente a un efecto de fuente, fundamentalmente a migraciones de fluidos o fenómenos de resonancias. Estudios recientes muestran la posibilidad de generar eventos de largo periodo asociados a efectos de camino provocados por una zona superficial de baja velocidad. Esto abre de nuevo el debate sobre la génesis de este tipo de señales sísmicas. En este estudio tratamos de comprobar, en primer lugar, si es posible generar eventos de largo periodo en dos tipologías de mecanismos diferentes utilizando simulaciones numéricas. Estos mecanismos están basados en modelos teóricos sobre los que se ha demostrado que pueden registrarse estos eventos. La primera tipología consiste en un conducto enterrado relleno de magma en el que se produce una fuente de presión acústica y, la segunda, en una fuente sísmica con un mecanismo explosivo en una estructura cortical con una capa superficial de baja velocidad. En segundo lugar, se han analizado los sismogramas y espectros sintéticos generados en estos modelos y en otros parecidos en los cuales se modifican parámetros puntuales. El fin de estas variaciones es identificar características distintivas que nos permitan diferenciar ambas tipologías contando únicamente con registros en superficie. Los resultados obtenidos nos permiten diferenciar ambos mecanismos, siendo la resonancia en el conducto y el efecto generado por la capa superficial las dos características clave para poder identificarlos. La longitud del conducto, además, va a marcar en gran medida la dificultad de la diferenciación. La comparación de los resultados de este estudio con eventos reales nos permitiría comprobar la viabilidad de la diferenciación que planteamos y aumentaría nuestra comprensión de los mecanismos de fuente de eventos de largo periodo.

Over the years, different models have been proposed to try to explain the origin of longperiod events in volcanic environments. Until recently, it was thought that these events were exclusively associated with a source effect, mainly fluid migrations or resonance phenomena. Recent studies show the possibility of generating long-period events associated with path effects caused by a low-velocity surface zone. This reopens the debate on the genesis of this type of seismic signals. In this study we first try to test whether it is possible to generate long-period events in two different types of mechanisms using numerical simulations. These mechanisms are based on theoretical models on which it has been demonstrated that these events can be recorded. The first typology consists of a buried magma-filled conduit in which an acoustic pressure source is produced, and the second of a seismic source with an explosive mechanism in a cortical structure with a low-velocity surface layer. Secondly, the seismograms and synthetic spectra generated in these and similar models in which point parameters are modified have been analysed. The purpose of these variations is to identify distinctive characteristics that allow us to differentiate between the two typologies using only surface recordings. The results obtained allow us to differentiate both mechanisms, with the resonance in the conduit and the effect generated by the surface layer being the two key characteristics to be able to identify them. The length of the conduit, moreover, will largely determine the difficulty of the differentiation. Comparing the results of this study with real events would allow us to verify the feasibility of the differentiation we propose and would increase our understanding of the source mechanisms of long-period events.