Geofísica Marina: Fundamentos y Aplicación a la Tectónica Global

245 Pages·2009·18.09 MB·Spanish

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MANUALES DOCENTES UNIVERSITARIOS
Ángel Rodríguez Santana
Ana M. Antoranz Pecharromán
Inmaculada Menéndez González
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UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA
Vicerrectorado de Planificación y Calidad
MANUALES OÓCEÍNTES UNIVERSITARIOS
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Biblioteca
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'UNIVERSIDAD DE US PALMAS DE GRAN CANARIA
Nñcerrectorado de Ptanificadón y CalidsKl
2006
COLECCIÓN: MANUALES DOCENTES UNIVERSITARIOS
GEOFÍSICA MARINA: FUNDAMENTOS Y APUCACIÓN
A LA TECTÓNICA GLOBAL, N° 8
© del texto:
Ángel Rodríguez Santana
Ana M. Antoranz Pecharromán
Inmaculada Menéndez González
Jesús Cisneros Aguirre
© de la edición:
UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA
VICERRECTORADO DE PLANIFICACIÓN Y CAUDAD, 2006
Primera edición
ISBN: 84-96502-77-5
Depósito Legal: GC 176-2006
Maquetación:
Servicio de Publicaciones de la ULPGC
Impresión:
Servicio de Reprografía, Encuademación
y Autoedición ULPGC
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cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático.
índice
PRESENTACIÓN 11
INTRODUCCIÓN 13
CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN A LA GEOFÍSICA MARINA 15
1. La Geofísica Marina 17
1.1. Desarrollo de la Geofísica Marina 18
1.2. Contribuciones de la Geofísica Marina a la
Tectónica de Placas 20
2. El interior de la Tierra y las nuevas tendencias en la
Tectónica Global 24
3. La Prospección Geofísica 28
BIBLIOGRAFÍA 32
CAPÍTULO 2. ONDAS SÍSMICAS Y SU PROPAGACIÓN 33
INTRODUCCIÓN 35
1. Teoría de la elasticidad 36
1.1. Comportamiento elástico, anelástico y plástico
de los materiales 36
1.2. Constantes elásticas 38
1.3. Anisotropía 41
2. Ondas sísmicas 42
2.1. Ondas planas 42
2.2. Ondas sísmicas internas 44
2.3. Ondas sísmicas superficiales 50
GEOFÍSICA MARINA: FUNDAMENTOS Y APUCAOÓN A LA TECTÓNICA GLOBAL
A. Rodrigue:^ Santana, A. M. Antoran:^ Pecharromán, I. Mefiéndez Go/t:(á/e^ j J. Cisneros Aguirre
2.4. Atenuación de las ondas sísmicas 53
2.4.1. Atenuación debida a la geometría de la propagación 53
2.4.1.1. Atenuación geométrica de las ondas internas 53
2.4.1.2. Atenuación geométrica de las ondas superficiales 53
2.4.2. Atenuación debida a las propiedades anelástícas
del material 55
3. Propagación de las ondas sísmicas 58
3.1. Principio de Huygens 59
3.2. Principio de Fermat 60
EJERCICIOS 61
BIBLIOGRAFÍA 63
CAPÍTULO 3. SÍSMICA DE REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN 65
1. Reflexión 67
2. Refracción 68
3. Difracción 70
4. Generación de ondas P y S reflejadas y refractadas
en una interfase plana 72
4.1. Coeficientes de reflexión y transmisión 73
4.2. Reflexines subcríticas y supercríticas y refracción crítica 76
4.3. Dispesión de las ondas superficiales 78
5. Dromocrónicas 81
5.1. Trayectorias y tiempos de llegada 81
5.2. Capas planas y horizontales de velociadad
constante. Modelo bicapa 82
5.3. Refiracción en una interfase inclinada plana. Modelo bicapa 87
5.4. Refracción en varias interfases planas horizontales.
Modelo multícapa 91
5.5. Reflexión en una interfase horizontal plana.
Modelo en dos capas 93
5.6. Secuencia de reflectores horizontales planos:
modelo multícapa 96
g
GEOFÍSICA MARINA: FUNDAMENTOS Y APUCAOÓN A LA TECTÓNICA GLOBAL
índice
6. Reconocimiento geofísico del fondo marino 97
6.1. Batimetría. Ecosondas 97
6.2. Morfología. Sonar de haz lateral 100
6.3. Sísmica de refracción y reflexión 103
6.3.1. Prospección en sísmica de refracción 105
6.3.2. Prospección en sísmica de reflexión 109
6.3.2.1. Perfiles de reflexión marina con un sólo canal 110
6.3.2.2. Perfiles de reflexión mulücanal 113
EJERCICIOS 119
BIBLIOGRAFÍA 121
CAPÍTULO 4. SÍSMOLOGÍA DE TERREMOTOS 123
INTRODUCCIÓN 125
1. Localización de los terremotos 126
2. Tamaño de un terremoto: intensidad y magnitud 130
2.1. Intensidad de un terremoto 130
2.2. Magnitud de un terremoto 135
2.3. Momento sísmico 140
2.4. Relación entre magnitud y frecuencia 141
2.5. Relación entre magnitud e intensidad 143
2.6. Energía liberada en un terremoto 144
3. La observación de los terremotos: fases sísmicas I44
3.1. Sismos cercanos o próximos (A < 10°) I49
3.2. Sismos lejanos 151
3.2.1. Sismos lejanos anteriores a la zona de
sombra (10° < A < 103°) I5I
3.2.2. Sismos lejanos (103° < A < 180°) I5I
4. Ondas T 153
5. Explosiones nucleares I53
6. Predicción de terremotos I54
EJERCICIOS 156
BIBLIOGRAFÍA 157
GEOFÍSICA MARINA: FUNDAMENTOS Y APUCACIÓN A LA TECTÓNICA GLOBAL
A. Kodrígue!^ Santana, A. M. Antoranz Pecbarromán, I. Menénde:^ Gon:(álezjJ. Cisneros Aguirre
CAPÍTULO 5. ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA. TOMOGRAFÍA
SÍSMICA 159
1. Estructura interna de la Tierra 161
1.1. Velocidades sísmicas en la tierra 161
1.1.1. Secciones de registro sísmico 162
1.1.2. Sismogramas de refracción sintéticos 163
1.2. Modelos de velocidad de la estructura interna de la tierra 165
1.2.1. Corteza y manto superior 167
1.2.1.1. La litosfera oceánica 172
1.2.2. Manto inferior y núcleo 177
2. Tomografía sísmica 181
2.1. Residuos de tiempo de viaje debido a estructuras
anómalas de velocidad 184
2.2. Anomalías de velocidad a partir de la inversión
de los residuos de viaje 185
2.3. Imágenes tomográficas del manto superior
y manto inferior 186
BIBLIOGRAFÍA 193
CAPÍTULO 6. GRAVEDAD Y PROSPECCIÓN GRAVIMÉTRICA 195
INTRODUCCIÓN 197
1. La gravedad: Geoide. Gravedad Normal: Elipsoide 198
1.1. Reducciones de la gravedad. Anomalías gravimétricas 204
1.2. Isostasia. Anomab'as isostáticas 207
2. Prospección Gravimétrica 211
2.1. Análisis de las anomalías regionales y residuales 211
2.2. Interpretación de datos gravimétricos. Anomalías regionales 215
3. Medida de la gravedad 218
4. Geodesia Física desde el espacio 219
EJERCICIOS 224
BIBUOGRAFÍA 225
8
GEOFÍSICA MAWNA: FUNDAMENTOS Y APUCAOÓN A LA TECTÓNICA GLOBAL
Índice
CAPÍTULO 7. GEOMAGNETISMO Y PALEOMAGNETISMO 227
1. Geomagnetismo 229
1.1. El pampo magnético terrestre y sus componentes 229
1.2. Orígenes internos y externos del campo geomagnético
y sus variaciones 232
1.3. Reducción de las observaciones magnéticas 236
2. Paleomagnetismo 237
2.1. Introducción y objetivos 237
2.1.1. Óxidos de hierro 239
2.1.2. Óxidos de hierro-titanio 239
2.2. Procesos de magnetización 240
2.2.1. Magnetización remanente de una roca 240
2.2.2. Magnetización total de una roca 242
2.3. Polos magnéticos virtuales 244
2.4. Migración de los polos y los continentes 245
2.5. Inversiones del campo magnético terrestre 247
EJERCICIOS • 249
BIBLIOGRAFÍA 250
GEOFÍSICA MARINA: FUNDAMENTOS Y APUCACIÓN A LA TECTÓNICA GLOBAL
Presentación
La Universidad de Las Palmas de Gran Canaria ha hecho una apuesta por
la modernidad que le lleva a la incorporación paulatina en el espado europeo
de educación superior. Una de las acciones en esta línea es la dotación de un
Programa de innovación y mejora de la calidad destinado a la publicación de
manuales docentes de asignaturas de las diferentes áreas de conocimiento.
La convocatoria del año 2005 pretende conseguir dos grandes objetivos:
ofrecer al profesorado universitario la posibilidad de publicar unos materia
les de enseñanza que le permita una actividad docente de calidad y apoyar la
publicación de materiales que faciliten el aprendizaje de los estudiantes univer
sitarios para mejorar su rendimiento académico. Los manuales y materiales
de autoaprendizaje se publican en una colección que respeta las especificacio
nes de un diseño institucional, aunque permite las desviaciones imprescindibles
para adecuarlo a las exigencias de las áreas de conocimiento y de las materias
concretas.
El objetivo fundamental de esta apuesta es la elaboración y edición de
materiales de calidad que facilitan los procesos de enseñanza y el aprendizaje
estructurado y significativo de los estudiantes. Somos conscientes de que la
construcción de contenidos tiene una importancia estratégica decisiva tanto
en el desarrollo de la sociedad de la información como en la calidad de la ofer
ta formativa de las universidades. Por esta razón, la Universidad de Las Palmas
de Gran Canaria está decidida a potenciar la producción docente de sus pro
fesores, creadores e investigadores para desarrollar programas formativos de
calidad. Además, estamos empeñados en probar la confianza de la universidad
en el talento de sus recursos humanos y articular con lucidez y decisión el
impacto social de los mismos.
Es importante mostrar mi agradecimiento a los profesores por la acogida
prestada a esta iniciativa, la flexibilidad para ajustar los contenidos a las exigen
cias de un diseño de publicación institucional sin perder un ápice de rigor cien-
tí'fico y la disponibilidad para corregir una y otra vez los textos. Y al Servicio
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GEOFÍSICA MARINA: FUNDAMENTOS Y APUCAOÓN A LA TECTÓNICA GLOBAL
Presentarían
de Publicaciones de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria por su
competencia profesional, dedicación, diligencia y eficiencia.
Estoy convencido de que estos manuales docentes y materiales de auto-
aprendizaje serán una herramienta importante para el aprendizaje de nuestros
estudiantes que les ayudarán a construir conocimientos significativos y a lograr
el éxito académico y personal. Con esta intención hemos dinamizado este
proyecto que pretende además mejorar cada día la calidad de nuestra oferta
formativa.
Mafíue/ Lobo Cabrera
Rector
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GEOFÍSICA MAWNA: FUNDAMENTOS Y APucAaóN A LA TECIXÍNICA GLOBAL