Tomografía preliminar de Puerto Rico

Abstract

Seismic Tomography has been used by researchers to obtain information about the internal structure of the Earth at different depths. This method is applied to identify and visualize the seismic wave velocity propagation through the Earth interior. In this research we use seismic wave data recorded in the stations operated by the Puerto Rico Seismic Network (PRSN) from local sources. PRSN locates seismic events using specialized systems like Earlybird (EB), EarthWorm (EW), and the Puerto Rico Data Analysis and Information System (PRDANIS) software. Arrival times of all seismic waves are recorded with these systems, but final location of the seismic event can only be obtained by using the P, S, and Coda phases in the PRDANIS software which uses a five horizontal layers velocity model in 1D. The 1D velocity model was used initially, along with the arrival times to the seismic stations and the location errors (Tobs – Tcal) to develop the 3D velocity model. The secondary phases of the primary wave (P) were identified with its theoretical and observed travel times using wave reflections on upper earth layers using the Puerto Rico velocity model in 1D. In order to obtain the 3D velocity model, the Fast Marching Tomography Software (FMTOMO) was used. In this thesis the tomography results for Puerto Rico were based on an estimation of the primary seismic wave’s velocities traveling in the upper layers of the Earth at depths less than 40 km. As a result, a better understanding of the upper crust geology structure and related velocity anomalies beneath Puerto Rico and Virgin Island (US and British) was obtained.

La tomografía sísmica actualmente está siendo utilizada por investigadores, dado que sus resultados ayudan a obtener información de las propiedades de la estructura interna de la Tierra a diferentes profundidades. este método es aplicado para identificar y visualizar las velocidades de las ondas sísmicas a través de la Tierra usando datos de ondas de fuentes locales registrados por la Red Sísmica de Puerto Rico (RSPR). La RSPR obtiene la localización revisada de los eventos sísmicos mediante sistemas especializados como Earlybird (EB), EarthWorm (EW) y el programa de Análisis de Datos y Sistemas de Información de Puerto Rico (PRDANIS). Los tiempos de arribo de todas las ondas sísmicas se registran en estos sistemas pero la localización final del evento sísmico solo se puede obtener usando las fases P, S, y coda en el programa PRDANIS, el cual utiliza un modelo de velocidad de cinco capas horizontales en 1D. El modelo de velocidad es usado junto con los tiempos de llegada a las estaciones sísmicas y los errores de localización (Tobs-Tcal) para desarrollar el modelo de velocidad en 3D. Inicialmente se utiliza este modelo y los primeros tiempos de llegada a las estaciones, así como el error obtenido en la localización para desarrollar el modelo de velocidad en 3D. Se identificaron las fases secundarias de la onda primaria (P), con sus tiempos de viaje teóricos y observados utilizando las reflexiones en distintas capas superiores de la Tierra acorde al modelo de velocidad en 1D de Puerto Rico. Para obtener el modelo de velocidad en 3D, se utilizó el programa de Tomografía de Marcha Rápida (conocido por sus siglas en inglés como FMTOMO). En esta tesis, la tomografía realizada para Puerto Rico fue generada utilizando un estimado de las velocidades de las ondas sísmicas primarias que viajan en la capa superior de la Tierra a profundidades no mayores de 40 km. Como resultado, obtuvimos un mayor conocimiento de la estructura geológica de la corteza, y las anomalías de velocidad relacionadas bajo Puerto Rico e Islas Vírgenes (Británicas y Norteamericanas).