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Sismología de refracción

Prospección sísmica

En la prospección sísmica, el movimiento del terreno causada por cierta fuente, se mide a varias distancias de la fuente Por ejemplo, en 1909 Andrija Mohorovicic utilizó los tiempos de llegada de varios terremotos para realizar un experimento de refracción sísmica, descubriendo la frontera entre la corteza y el manto → discontinuidad de Moho

Receptores

Geófonos → miden desplazamientos verticales del suelo geófono electromagnético

Sismología de refracción

Modelo de dos capas: discontinuidad en la velocidad de las ondas sísmicas ondas directa, reflejada y refractada dromocronas (diagramas de tiempo de llegada – distancia) cálculo de la profundidad de la discontinuidad y velocidad de las ondas en la capa inferior Modelo de varias capas capas ocultas Capas no paralelas

Material Onda P Onda S

• Aire v (m/s) v (m/s)
• Agua 1400-
• Petroleo 1300-
• Acero
• Hormigón
• Granito 5500-5900 2800-
• Basalto
• Arenisca 1400-4300 700-
• Caliza 5900-6100 2800-
• Arena (saturada) 800-2200 320-
• Arcilla 1000-2500 400-

Modelo de dos capas

Capa de baja velocidad sobre semiespacio de alta velocidad

Modelo de dos capas

Modelo de dos capas

Modelo de dos capas

Modelo de dos capas

Podemos calcular el tiempo que tarda en llegar cada una de ellas

• onda directa

t =

x

v

1 → ecuación de una recta

Modelo de dos capas

Podemos calcular el tiempo que tarda en llegar cada una de ellas

• onda refractada (head wave)

t

T

= t

1

 t

2

 t

3

• onda refractada (head wave) t 1 = t 3

d v 1 ; t 2

x − 2 h tan i c v 2 teniendo en cuenta que sin i c =v 1 / v 2 , y haciendo los cálculos

t =

x

v

2

2 h

v

v

1 2

v

2 2 → lineal con la distancia

Curvas de tiempo-distancia (dromocronas)

Curva espacio tiempo, que representa en abscisas las distancias del punto de disparo al geófono, y en ordenadas el tiempo desde el disparo a la llegada de las primeras ondas. En el caso más simple:

• Dos rectas , una que pasa por el origen (para las ondas directas), y otra para las ondas refractados
• Punto crítico , las ondas superficiales llegan al mismo tiempo que las refractadas (x c )
• La inversa de la pendiente da la velocidad de las ondas sísmicas correspondientes , en las capas.

Dromocronas

De la pendiente de las rectas podemos extraer la velocidad en cada medio