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Engineering Thesis (PDF document)

 

 

 

 

 

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Crustal structure below the valley of Mexico estimated from receiver functions

Advisors: Dr. José Luís Rodríguez Zúñiga and Dr. Javier Pacheco Alvarado

Abstract

Receiver functions from two permanent stations of the Mexican broadband network, were calculated in order to infer the crustal structure at both sites: CUIG and ZAIG. The data was stacked, to allow uncertainty estimations, and inverted using two global optimization algorithms: simulated annealing and genetic algorithms. Strong azimutal dependence was observed in the stacked functions at CUIG site. Such dependence was explained as important deep structure variations. The observed receiver functions were modeled with the same upper crustal structure, with a thin layer of very low S-wave velocity on top, and allowing various depth estimations for the Moho discontinuity and variations in the S-wave velocity and Poisson ratio for the upper mantle. In order to verify if the azimutal dependence is really a consequence of deep structure variations, we tested the method at the ZAIG site, were not dependence was notice. After a simultaneous inversion of three different azimutal stacks, a single unidimensional model could satisfactorily reproduce all data, and hence, the veracity of the results got at CUIG site as well as the validity of the applied methodology were supported.

For further infromation, see the following publication: Cruz-Atienza et al., 2010

 


 

Inversión Global con Algoritmos Genéticos y Cristalización Simulada, Aplicada a Funciones de Receptor: Modelos Estructurales de Velocidades para la Corteza en la República Mexicana

Directores de Tesis: Dr. José Luís Rodríguez Zúñiga y Dr. Javier Pacheco Alvarado

Resumen

Este trabajo puede dividirse en dos grandes secciones. Una abarca del capítulo primero al quinto, y la otra del sexto a las conclusiones. En la primera sección se exponen las bases teóricas empleadas en la investigación que encierra la segunda. En esta última, se reúne el tratamiento de los datos a partir de los cuales se desprendieron todos los resultados e inferencias propuestas y discutidas al final.

En los capítulos teóricos, que son precisamente los que comprende la primer sección, se expusieron, entre otros temas: la teoría de la elasticidad, la física de las ondas, los sistemas lineales, la estructura global de nuestro planeta, las funciones de receptor, la teoría de inversión, la solución de sistemas de ecuaciones, y los métodos de optimación global utilizados en la investigación (Algoritmos Genéticos y Cristalización Simulada). De esta manera se conformó un extenso marco teórico que soporta y justifica cada herramienta utilizada, así como cada supuesto hecho durante la investigación.

A partir de los registros telesísmicos compilados en tres estaciones del Servicio Sismológico Nacional: Zacatecas (ZAIG), Ciudad Universitaria (CUIG), y Tuzandépetl (TUIG), se construyeron series de tiempo denominadas “funciones de receptor”, cuya característica principal es la de poseer exclusivamente la información sísmica proveniente de la estructura geológica localizada abajo del receptor. Empleando dos esquemas de optimación global, Algoritmos Genéticos y Cristalización Simulada, se modelaron dichas funciones resolviendo el problema inverso formulado con esa finalidad. Los resultados fueron tres diferentes modelos estructurales de velocidades de propagación, espesores de capas, y relaciones de Poisson para la corteza y el manto superior, uno para cada sitio. Al final, se compararon entre sí dichos modelos, y con aquéllos propuestos anteriormente por otros autores para las respectivas regiones de la República Mexicana.