Advances on the automatic estimation of the P-wave onset time

Abstract

This work describes the automatic picking of the P-phase arrivals of the3*106seismic registers originated during the TOMO-ETNA experiment.Air-gun shots produced by the vessel “Sarmiento de Gamboa” and con-temporary passive seismicity occurring in the island are recorded by adense network of stations deployed for the experiment. In such scenario,automatic processing is needed given: (i) the enormous amount of data,(ii) the low signal-to-noise ratio of many of the available registers and,(iii) the accuracy needed for the velocity tomography resulting from the ex-periment. A preliminary processing is performed with the records ob-tained from all stations. Raw data formats from the different types ofstations are unified, eliminating defective records and reducing noisethrough filtering in the band of interest for the phase picking. The ad-vanced multiband picking algorithm (AMPA) is then used to process thebig database obtained and determine the travel times of the seismicphases. The approach of AMPA, based on frequency multiband denoisingand enhancement of expected arrivals through optimum detectors, is de-tailed together with its calibration and quality assessment procedure. Ex-amples of its usage for active and passive seismic events are presented.

Este trabajo describe la detección automática de las llegadas de la fase P de los 3*10^6 registros sísmicos originados durante el experimento TOMO-ETNA. Los disparos de cañón aéreo producidos por el buque “Sarmiento de Gamboa” y la sismicidad pasiva contemporánea que ocurre en la isla son registrados por una densa red de estaciones desplegadas para el experimento. En este escenario, se necesita procesamiento automático debido a: (i) la enorme cantidad de datos, (ii) la baja relación señal-ruido de muchos de los registros disponibles y (iii) la precisión necesaria para la tomografía de velocidad que resulta del experimento. Se realiza un procesamiento preliminar con los registros obtenidos de todas las estaciones. Los formatos de datos crudos de los diferentes tipos de estaciones se unifican, eliminando registros defectuosos y reduciendo el ruido mediante filtrado en la banda de interés para la detección de fases. Luego se utiliza el algoritmo avanzado de detección multibanda (AMPA) para procesar la gran base de datos obtenida y determinar los tiempos de viaje de las fases sísmicas. Se detalla el enfoque de AMPA, basado en la eliminación de ruido multibanda por frecuencia y la mejora de las llegadas esperadas mediante detectores óptimos, junto con su procedimiento de calibración y evaluación de calidad. Se presentan ejemplos de su uso para eventos sísmicos activos y pasivos.