Scielo RSS <![CDATA[Geofísica internacional]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=0016-716920150001&lang=pt vol. 54 num. 1 lang. pt <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[<b>Two algorithms to compute the electric resistivity response using Green's functions for 3D structures</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692015000100001&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Se introduce una solución integral para el problema directo de la respuesta geoeléctrica DC para cuerpos tri-dimensionales en un semi-espacio, mediante las funciones de Green. El primer algoritmo que se presenta se basa en el método integral de volumen (MIV); aquí, únicamente la corriente eléctrica primaria se utiliza para calcular el potencial eléctrico. El segundo caso emplea el método integral de superficie (MIS), en donde se asume que la carga inducida es debida al campo eléctrico primario. Ambos algoritmos son una combinación de integrales de volumen y de condiciones de frontera. Este artículo muestra la aplicabilidad de estos algoritmos para generar imágenes de perfiles de resistividad que reproducen algunos arreglos de electrodos para ejemplos sintéticos tradicionales, y posteriormente estas imágenes se comparan con resultados ya publicados en la literatura. Finalmente, la comparación entre estos resultados muestra que el concepto de carga inducida utilizada en MIS produce una mejor aproximación, que el esquema MIV en el cálculo del potencial eléctrico.<hr/>An integral solution of the forward DC geoelectric response for three-dimensional target-bodies in a half-space, based on Green's functions, is introduced. The first algorithm presented is based on a volume integral method (VIM); here, only the primary electrical current is involved to compute the electric potential. The second one employs the surface integral method (SIM), and it is assumed the induced charge is due to the primary electrical field. Both algorithms are a combination of boundary and volume integrals. This paper shows the applicability of these algorithms to generate resistivity profile images reproducing some electrode arrays for traditional synthetic examples, and then these images were compared with already published results. Finally, the comparison between results shows the concept of induced charge used in SIM produces a better approach than VIM scheme in computing the electrical potential. <![CDATA[<b>Dynamics of internal waves generated by mountain breeze in Alchichica Crater Lake, Mexico</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692015000100002&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Mediciones hidrofísicas realizadas en el lago cráter profundo Alchichica, México, mostraron la presencia de ondas internas intensas con período de un día, generadas por la influencia regular de la brisa de montaña. Las ondas diurnas generan ondas internas semidiurnas, las cuales tienen periodos cercanos a las oscilaciones de resonancia del lago. Las ondas internas rompen cerca de la orilla y en el fondo del lago, causando circulación baroclínica y mezcla de masas de agua. De acuerdo con los datos obtenidos con un ADCP, dos ondas inclinadas diurnas y dos semidiurnas se propagan en el lago unas hacia las otras en profundidad y pueden producir fluctuaciones de un modo vertical, cuando la profundidad del lago es un múltiplo de la semilongitud de onda vertical. Esta multiplicidad se aplica tanto a las ondas diurnas como a las semidiurnas. La existencia simultánea de modos horizontales y verticales corresponde a un modo volumétrico, o fluctuaciones resonantes de la laguna. Las ondas colapsan cerca del talud y del fondo del lago, induciendo circulación baroclínica y mezcla local.<hr/>Hydrophysical measurements carried out in the deep tropical crater lake Alchichica, Mexico, showed the presence of intense internal waves with a one-day period, generated by the regular influence of a mountain breeze. The diurnal waves effectively generate semidiurnal internal waves that are close to the resonance oscillations of the lake. The internal waves brake close to the shoreline and into the lake's bottom, which generates baroclinic circulation and water masses mixing. According to the data obtained with a ADCP, two diurnal and two semidiurnal inclined waves propagate in the lake towards each other in depth and can form fluctuations of a vertical mode, if the depth of the lake is a multiple of one-half the vertical wavelength. This multiplicity applies to both the diurnal and semidiurnal waves. The simultaneous existence of horizontal and vertical modes corresponds to a volumetric mode, or resonant lake oscillation. The waves collapse near the shore slopes and the lake's bottom, inducing baroclinic circulation and local mixing <![CDATA[<b>Forward modeling of gravitational fields on hybrid multi-threaded cluster</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692015000100003&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt La solución analítica de las componentes del tensor gravimétrico, utilizando la ecuación del potencial gravitacional para un ensamble volumétrico compuesto de prismas de densidad constante, requiere un alto costo computacional. Esto se debe a que el potencial gravitacional de cada uno de estos prismas tiene que ser calculado para todos los puntos de una malla de observación previamente definida, lo cual resulta en una carga computacional de gran escala. En este trabajo introducimos un diseño híbrido y su implementación paralela basada en OpenMP y MPI, para el cálculo de las componentes vectoriales del campo gravimétrico (Gx, Gy, Gz) y las componentes del tensor gravimétrico (Gxx, Gxy, Gzz, Gyy, Gyz, Gzz). El rendimiento obtenido conlleva a óptimas relaciones del speed-up, ya que el tiempo de cómputo es drásticamente reducido. La técnica de paralelización aplicada consiste en descomponer el problema en grupos de prismas y utilizar diferentes espacios de memoria por núcleo de procesamiento, con el fin de evitar los problemas de cuello de botella cuando se accesa a la memoria compartida de un nodo del cluster, que se producen generalmente cuando varios hilos de ejecución acceden a la misma región en OpenMP. Debido a que OpenMP solo puede utilizarse en sistemas de memoria compartida es necesario utilizar MPI para la distribución del cálculo entre los nodos del cluster, dando como resultado un código híbrido OpenMP+MPI altamente eficiente con un speed-up prácticamente perfecto. Adicionalmente los resultados numéricos fueron validados con respecto a su contraparte secuencial.<hr/>The analytic solution of the gravimetric tensor components, making use of the gravitational potential equation for a three-dimensional volumetric assembly composed of unit prisms of constant density, demands a high computational cost. This is due to the gravitational potential of each one of these prisms must be calculated for all of the points of a previously defined observation grid, which turns out in a large scale computational cost. In this work we introduce a hybrid design and its parallel implementation, based on OpenMP and MPI, for the calculation of the vectorial components of the gravimetric field and the components of the gravimetric tensor. Since the computing time is drastically reduced, the obtained performance leads close to optimal speed-up ratios. The applied parallelization technique consists of decomposing the problem into groups of prisms and using different memory allocations per processing core to avoid bottleneck issues when accessing the main memory in one cluster node, which are generally produced when using too many execution threads over the same region in OpenMP. Due OpenMP can be only used on shared memory systems is necessary to use MPI for the calculation distribution among cluster nodes, giving as a result a hybrid code (OpenMP+MPI) highly efficient and with a nearly perfect speed-up. Additionally the numerical results were validated with respect to its sequential counterpart. <![CDATA[<b>Estimation of multiple density-depth parameters from gravity inversion</b>: <b>Application to detached hanging wall systems of strike limited listric fault morphologies</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692015000100004&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Se desarrolló un algoritmo de inversión para estimar simultáneamente la geometría de plano de falla y los parámetros que pertenecen a cualquiera de las densidades o profundidades de múltiples formaciones geológicas, con el sistema de colgado en la pared, en un plano de fractura limitada de las anomalías de gravedad observadas. Se describen planos de falla de las estructuras mediante funciones polinómicas de grado arbitrario pero específico. La aplicabilidad del algoritmo se demostró tanto en las anomalías artificiales y reales de la gravedad de campo. En el ejemplo de síntesis se añadió ruido pseudoaleatorio a las anomalías de gravedad de la estructura antes de la inversión. En la inversión de anomalías de gravedad, producidos por una estructura sintética, se encontró que los parámetros estimados más o menos imitan los parámetros obtenidos, incluso en presencia de ruido aleatorio. Las densidades y profundidades estimadas de las formaciones de inversión independiente de anomalías de gravedad del mundo real desde el margen de la subcuenca Chintalpudi en la India se correlacionan bien con la información disponible de la perforación.<hr/>An inversion algorithm is developed to simultaneously estimate the fault plane geometry and the parameters pertaining to either densities or depths of multiple geologic formations within the hanging wall system of a strike-limited listric fault from the observed gravity anomalies. Fault planes of the structures are described by polynomial functions of arbitrary but specific degree. The applicability of the algorithm is demonstrated on both synthetic and real field gravity anomalies. In the synthetic example, pseudorandom noise is added to the gravity anomalies of the structure prior to inversion. From the inversion of gravity anomalies produced by a synthetic structure it was found that the estimated parameters more or less mimic the true parameters even in the presence of random noise. The estimated densities and depths of the formations from independent inversion of real-world gravity anomalies from the margin of the Chintalpudi sub-basin in India correlate well with the available drilling information. <![CDATA[<b>Evaluation of local groundwater vulnerability based on DRASTIC index method in Lahore, Pakistan</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692015000100005&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt La evaluación de la vulnerabilidad de las aguas subterráneas muestra una extrema sensibilidad a los contaminantes antropogénicos in situ. A partir de una evaluación dicotómica (inter alia) de las características geológicas e hidrológicas fue posible determinar la vulnerabilidad de un acuífero. Se precisó que la capacidad de carga natural del acuífero puede verse seriamente comprometida con determinadas actividades humanas. La estructura y el material de la composición física de los acuíferos muestra resistencia al transporte de contaminantes desde la superficie hasta la capa freática. En la actualidad, se han planteado numerosos métodos para evaluar la vulnerabilidad del acuífero. El modelo DRASTIC utiliza algoritmos informáticos y datos hidrogeológicos dentro de un entorno de Sistema de Información Geográfica (GIS, por sus siglas en inglés) para calcular la vulnerabilidad. El grado de vulnerabilidad de cada parámetro puede evaluarse mediante el cálculo del análisis de sensibilidad del índice DRASTIC, utilizando GIS, y muestra la contribución de cada uno de estos parámetros. El GIS se utilizó para la elaboración del mapa, el cual muestra una alta zona de riesgo del 28,8%, zonas moderadamente vulnerables del 46,3% y zonas de riesgo del 10,4%. Dentro del área de estudio, las regiones centrales mostraron una baja vulnerabilidad debido a la densidad de asentamientos humanos y el bajo nivel de agua. Sin embargo, las tierras de tipo pastos y áreas agrícolas registraron un alto riesgo. El desarrollo ambiental y socioeconómico de Lahore depende de los políticos y los desarrolladores, y de capacidad de utilizar la información de manera efectiva para la toma de decisiones. El mapa de vulnerabilidad de las aguas subterráneas proporciona una base y está enfocada a la protección del acuífero de contaminantes. Además, el uso del suelo y las actividades de desarrollo pueden ser reportados por las variables de asignación, lo que demuestra que las zonas industriales y agrícolas son altamente vulnerables comparados con las zonas de asentamiento.<hr/>Groundwater vulnerability assessment shows an extreme sensitivity to in situ anthro-pogenic pollutants. A dichotomous assessment of geological and hydrological (inter alia) characteristics makes it possible to determine the vulnerability of an aquifer. The natural carrying capacity of aquifer can be severely compromised by human activities. The physical structure and material composition of aquifers shows resistance to contaminants transport from surface to water-table. Currently, numerous methods have been posited evaluating aquifer's vulnerability. Similarly the DRASTIC model utilizes computer algorithms and hydro-geological data within a Geographical Information System (GIS) environment to compute aquifer vulnerability. The degree of vulnerability for each parameter can be evaluated by computing sensitivity analysis of DRASTIC index using GIS, showing the contribution of each parameter to vulnerability sensitivity. The GIS was used to developed map which showed high risk area of 28.8% and moderately vulnerable areas of 46.3% while areas of no risk were 10.4%. Central regions within the study area showed low vulnerability due to dense human settlement and low water level. However, pasture type lands and agricultural areas recorded high risk. Lahore's environmental and socio-economic development is dependent on policy makers and planner's ability to use information effectively for decision making. The resultant groundwater vulnerability map provides a basis for this aimed at protecting the aquifer from pollutants. Additionally, land use and development activities can be informed by mapping variables, showing that industrial and agriculture areas are highly vulnerable as compare to settlement areas. <![CDATA[<b>Seismicity in the Basin and Range Province of Sonora, México, between 2003 and 2011, near the Rupture of the 3 May 1887 Mw 7.5 Earthquake</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692015000100006&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Se estudió sismicidad regional en la Provincia de Cuencas y Cordilleras de Sonora, México, cerca de la región epicentral del sismo del 3 de mayo de 1887 Mw 7.5. Se usaron tiempos de arribo de ondas de cuerpo registradas por la red local RESNES (Red Sísmica del Noreste de Sonora) y dos estaciones de banda ancha regional de la red RESBAN (Red Sismológica de Banda Ancha del Golfo de California) para localizar las fuentes sísmicas originadas entre 2008 y 2011. Primero, se determinaron coordenadas hipocentrales preliminares con el programa Hypoinverse (Klein, 2002) y entonces las coordenadas iniciales fueron determinadas con el método de corrección por estación de fuente específica (Lin and Shearer, 2005). Este procedimiento fue usado en un estudio previo (Castro et al., 2010) para localizar sismos originados en la misma región entre 2003 y 2011. La mayoría de los eventos relocalizados se agrupan cerca de las fallas que rompieron durante el sismo de 1887. Adicionalmente, se documenta la sismicidad a lo largo de las fallas normales de la Provincia de Cuencas y Cordilleras al sur de la ruptura de 1887, tales como las fallas Villa Hidalgo y Granados, y las fallas que confinan la cuenca de Bacadéhuachi. La región del centro poblacional más grande, Hermosillo, parece estar sísmicamente quieta. Esta observación es apoyada por la ausencia de sísmos en el catálogo del Centro Sismológico Internacional (ISC) o sismicidad histórica documentada en esta área.<hr/>The regional seismicity in the Basin and Range Province of Sonora, México, near the epicentral region of the 3 May 1887 Mw 7.5 earthquake was studied. Body wave arrival times recorded by the local network RESNES (Red Sísmica del Noreste de Sonora) and two regional broadband stations of the RESBAN (Red Sismológica de Banda Ancha del Golfo de California) network were used to locate the seismic sources originating between 2008 and 2011. Preliminary hypocenter coordinates were first determined with the program Hypoinverse (Klein, 2002) and then relocated the initial coordinates with the source-specific station term method (Lin and Shearer, 2005). The same procedure was used in a previous study (Castro et al., 2010) to locate the earthquakes originating in the same region between 2003 and 2007. I also present in this paper a depurated catalog of events recorded from 2003 to 2011. Most relocated events cluster near the faults that ruptured during the 1887 earthquake. Additionally, I document seismicity along Basin and Range Province normal faults south of the 1887 rupture, such as the Villa Hidalgo and Granados faults and the faults bounding the Bacadéhuachi basin. The region of the largest population center, Hermosillo, appears to be seismically quiescent. This observation is supported by a lack of entries in the catalog of the International Seismological Centre (ISC) or documented historical seismicity in that area. <![CDATA[<b>Evaluation of soil liquefaction from surface analysis</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692015000100007&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt En este artículo describimos cómo estimar el potencial licuable de arenas con algunas técnicas para estimar perfiles de velocidad de onda de corte obtenidos midiendo vibraciones ambientales y a partir de ondas generadas artificialmente. Las mediciones se realizan con facilidad, consumen poco tiempo y además resultan más baratas que otras técnicas. El método pasivo de Análisis de Microtremores (MAM) y el activo de Análisis Multicanal de Ondas Superficiales (MASW) se comenzaron a usar recientemente en estudios de licuación de arenas. En el trabajo se describe un método que se empleó en el Valle de Mexicali para caracterizar el suelo en términos de su velocidad de onda de corte con el fin de evaluar el potencial de licuación. Nuestros resultados demuestran las ventajas del método propuesto.<hr/>In this paper we describe how some techniques for estimating shallow shear wave velocity profiles obtained from measurements of ambient vibrations and from artificially generated waves can be used to assess sand liquefaction potential. The measurements are easy, quick and more economical than most other methods. The passive Microtremor Analysis Method (MAM) and the active Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) have only recently been adopted for liquefaction studies. We propose a method that was applied in the valley of Mexicali to characterize soil in terms of shear wave velocity to assess liquefaction potential; our results display its advantages.