Comparación de metodologías de procesamiento de señales de ruido sísmico para datos registrados en la región de las cuencas Paraná, Chaco-Paraná y Pantanal
Palabras clave:
ruido sísmico, correlación cruzada, stack, similitud, estructura sísmicaResumen
La extracción de la función de Green a partir de la correlación cruzada de datos de ruido sísmico entre pares de estaciones debe su éxito a que las ondas son registradas en ambas estaciones sin la necesidad de ocurrencia de un terremoto. El stack de las correlaciones cruzadas sobre largos lapsos de tiempo mejora las formas de onda y contribuye a disminuir las dificultades generadas por la distribución irregular de fuentes de ruido. En este trabajo comparamos dos metodologías de cálculo de correlación cruzada, la Correlación Cruzada Geométricamente Normalizada y la Correlación Cruzada de Fase, y dos metodologías de cálculo de stack, el Stack Lineal y el Stack Pesado por la Fase, utilizando datos de ruido sísmico registrados en la región de las cuencas Paraná, Chaco-Paraná y Pantanal, en Sudamérica. El análisis de la similitud en función de la cantidad de días sumados en el stack, permite definir ciertos parámetros del preprocesamiento, como las frecuencias de corte del filtro pasabanda y la longitud de los registros. A partir de dicho análisis, hemos determinado que la Correlación Cruzada de Fase resulta ser la mejor opción para los datos utilizados, siendo un año de datos suficiente para obtener la estabilidad adecuada en los resultados. En cuanto a la comparación en las metodologías de stack, los resultados alcanzados son similares en ambas.
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Referencias
Bensen, G., Ritzwoller, M., Barmin, M., Levshin, A., Lin, F., Moschetti, M., Shapiro, N., & Yang, Y. (2007). Processing seismic ambient noise data to obtain reliable broad-band surface wave dispersion measurements. Geophysical Journal International, 169(3):1239–1260
Bonnefoy-Claudet, S., Cotton, F., & Bard, P. (2006). The nature of noise wavefield and its applications for site effects studies. A literature review. Earth Science Reviews, 79:205–227
Campillo, M. & Paul, A. (2003). Long-range correlations in the diffuse seismic coda. Science, 299, 547–549, https://doi.org/10.1126/science.1078551
Christensen, N. & Mooney, W. (1995). Seismic velocity structure and composition of the continental crust: A global view. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 100:9761–9788
Cordani, U. G., Teixeira, W., Tassinari, C. C., Coutinho, J. M., & Ruiz, A. S. (2010). The Rio Apa Craton in Mato Grosso do Sul (Brazil) and northern Paraguay: geochronological evolution, correlations and tectonic implications for Rodinia and Gondwana. American Journal of Science, 310(9), 981-1023
Dalla Salda, L., Bossi, J., & Cingolani, C. (1988). The Rio de la Plata cratonic region of southwestern Gondwanaland. Episodes Journal of International Geoscience, 11(4), 263-269
da Silva, C. C., Poveda, E., da Silva Dantas, R. R., & Julià, J. (2021). Ambient Noise Tomography with Short-Period Stations: Case Study in the Borborema Province. Pure and Applied Geophysics, 178, 1709-1730
Gouédard, P., Stehly, L., Brenguier, F., Campillo, M., Colin de Verdière, Y., Larose, E., Margerin, L., Roux, P., Sánchez-Sesma, F., Shapiro, N., & Weaver, R. (2008). Cross-correlation of random fields: mathematical approach and applications. Geophysical Prospecting, 56(3):375–393
Heilbron, M., Cordani, U. G., & Alkmim, F. F. (2016). Sao Francisco Craton, eastern Brazil: Tectonic genealogy of a miniature continent. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-01715-0
Kroonenberg, S. B., & de Roever, E. W. (2009). Geological evolution of the Amazonian Craton. Amazonia: Landscape and Species Evolution: A look into the past, 7-28. https://doi.org/10.1002/9781444306408.ch2
Li, G., Niu, F., Yang, Y., & Xie, J. (2018). An investigation of time–frequency domain phase-weighted stacking and its application to phase-velocity extraction from ambient noise's empirical Green's functions. Geophysical Journal International, 212(2), 1143-1156.
Lunansky, M. (2019). Análisis del ruido sísmico mediante interferometría para el modelado cortical en la cuenca Chaco-Paraná. Tesis de Grado en Geofísica. Universidad Nacional de La Plata. http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/143801
Nuñez, E., Schimmel, M., Stich, D., & Iglesias, A. (2020). Crustal Velocity Anomalies in Costa Rica from Ambient Noise Tomography. Pure and Applied Geophysics, 177, 941-960. https://doi.org/10.1007/s00024-019-02315-z
Rapela, C. W., Pankhurst, R. J., Casquet, C., Fanning, C. M., Baldo, E. G., González-Casado, J. M., Galindo, C. & Dahlquist, J. (2007). The Río de la Plata craton and the assembly of SW Gondwana. Earth-Science Reviews, 83(1-2), 49-82
Rosa, M. L., Collaço, B., Assumpção, M., Sabbione, N., & Sánchez, G. (2016). Thin crust beneath the Chaco-Paraná Basin by surface-wave tomography. Journal of South American Earth Sciences, 66, 1-14
Sabra, K.G., Gerstoft, P., Roux, P., Kuperman, W.A. & Fehler, M. (2005). Surface wave tomography from microseisms in Southern California. Geophysical Research Letters, 32, L14311, https://doi.org/10.1029/2005GL023155
Schimmel, M. (1999). Phase Cross-Correlations: Design, Comparisons, and Applications. Bulletin of the Seismological Society of America, 89:1366–1378
Schimmel, M. (2015). El “Phase Weighted Stack” y el “Phase Cross-Correlation” para la extracción de señal en ruido sísmico. IRIS webinar. https://youtu.be/qr5EFhQzPwg
Schimmel, M. (2020). Corr_stack_v04: A software to cross-correlate and stack seismic ambient noise and event data: the phase coherence approach. DIGITAL.CSIC, http://dx.doi.org/10.20350/digitalCSIC/13836
Schimmel, M., & Gallart, J. (2005). The inverse S Transform in filters with time-frequency localization. IEEE Transactions on Signal Processing, 53 (11), 4417 - 4422, https://doi.org/10.1109/TSP.2005.857065
Schimmel, M., & Paulssen, H. (1997). Noise reduction and detection of weak, coherent signals through phase weighted stacks. Geophysical Journal International, 130, 497-505, https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1997.tb05664.x
Schimmel, M., Stutzmann, E., & Gallart, J. (2011). Using instantaneous phase coherence for signal extraction from ambient noise data at a local to a global scale. Geophysical Journal International, 184:494-506, https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2010.04861.x
Schimmel, M., Stutzmann, E., & Ventosa, S. (2018). Low‐frequency ambient noise autocorrelations: Waveforms and normal modes. Seismological Research Letters, 89(4), 1488-1496, https://doi.org/10.1785/0220180027
Schimmel, M., Stutzmann, E., Lognonné, P., Compaire, N., Davis, P., Drilleau, M., & Banerdt, B. (2021). Seismic noise autocorrelations on Mars. Earth and Space Science, 8(6), e2021EA001755, https://doi.org/10.1029/2021EA001755
Shapiro, N. M. & Campillo, M. (2004). Emergence of broadband Rayleigh waves from correlations of the ambient noise. Geophysical Research Letters, 31, L07614, https://doi.org/10.1029/2004GL019491
Shapiro, N. M., Campillo, M., Stehly, L. & Ritzwoller, M. H. (2005). High resolution surface wave tomography from ambient seismic noise. Science, 307, 1615–1618.
Stockwell, R. G., Mansinha, L., & Lowe, R. P. (1996). Localization of the complex spectrum: the S transform. IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 44, no. 4, pp. 998-1001, https://doi.org/10.1109/78.492555
Wapenaar, K. (2004). Retrieving the elastodynamic Green’s function of an arbitrary inhomogeneous medium by cross-correlation. Physical Review Letters, 93
Weaver, R. (2005). Information from seismic noise. Science, 307:1568–156
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