Geofísica internacional

Possible dependence between the total solar irradiance and dimethylsulphide

La variabilidad solar es una de las principales influencias naturales del clima terrestre, y que afecta profundamente a los procesos biológicos. Se ha propuesto que algunos de estos procesos biológicos alteran el albedo y por tanto tienen un impacto en el clima. En este trabajo investigamos la relación entre la irradiancia total solar (ITS) y la concentración de Dime til sulfuro (DMS), que es producido por algas marinas. El DMS se ha mencionado frecuentemente como un forzamiento climático a través de su efecto en las nubes y por tanto en el albedo. En el presente trabajo encontramos que las series temporales de la IST y el DMS muestran una correlación. Para ello utilizamos un esquema probabilístico, la Función de Información Mutua (FIM), que es una medida de la dependencia entre los parámetros de interés. La FIM presenta una dependencia con el ciclo solar: valores mayores aparecen durante épocas de baja actividad solar (épocas de menor IST), mientras que los valores menores se presentan durante tiempos de alta actividad solar (mayor IST). En otras palabras, la dependencia entre IST y DMS es más fuerte durante épocas de actividad solar menor que durante actividad solar mayor.

Solar variability is one of the main natural influences on the Earth's climate. Biological processes are profoundly affected by the solar irradiance. Some of these processes have been proposed to change the cloud albedo and therefore impact the climate. Here we investigate the relation between the total solar irradiance (TSI) and the global concentration of Dimethylsulphide (DMS), produced by plancktonic algae in seawater. DMS has been frequently mentioned as a forcing of climate through its effect on clouds and therefore on albedo. In the present work we attempt to find the relation between TSI and DMS. We found that the TSI and the DMS production data series display a correlation. A probabilistic scheme is introduced, the Mutual Information Function (MIF) which is a measure of the dependence between the parameters of interest. The MIF seems to present solar cycle dependence: larger values during lower solar activity times (lower TSI times) than during higher solar activity epochs (higher TSI epochs). Or in other words, the dependence between TSI and DMS is stronger during lower solar activity times than during higher solar activity epochs.

Sesimicity of the Pejibaye-Matina, Costa Rica, region: a strike-slip tectonic boundary?

Este estudio provee ubicaciones de temblores en un esfuerzo por determinar orientaciones de fallas e investigar la existencia de un límite tectónico transcurrente en la costa Caribe de Costa Rica. Un conjunto de 121 temblores de la secuencia sísmica de Pejibaye de Turrialba de 1993 fueron relocalizados usando estaciones sísmicas cercanas a la fuente. La distribución epicentral muestra una sismicidad de fondo dispersa con dos agrupamientos, uno cerca de Pejibaye y otro junto a la falla Chirripó. En Pejibaye, la distribución de temblores tiende al noreste y es paralela a varias fallas pequeñas. Este alineamiento concuerda con el plano noreste de las soluciones focales para el temblor de Pejibaye de 1993. El grupo de temblores cercano a la falla Chirripó está asociado con una falla submarina de orientación noroeste que generó el terremoto de Limón de 1991. La sismicidad, el fallamiento y la deformación cortical no son consistentes con interpretaciones previas de un límite tectónico transcurrente de orientación noreste en el área.

Earthquake locations are provided in an effort to determine fault orientations and investigate the existence of a strike-slip tectonic boundary on the Caribbean coast of Costa Rica. A data set of 121 earthquakes for the 1993 Pejibaye de Turrialba seismic sequence were relocated from near-field seismic stations. The epicentral distribution shows scattered background seismicity with two clusters, one near Pejibaye and another close to the Chirripo fault. At Pejibaye, the earthquake distribution trends northeast and parallels several small faults. This alignment is in agreement with the northeast plane of focal mechanism for the 1993 Pejibaye earthquake. The group of earthquakes near the Chirripo fault is associated with a northwest-trending offshore fault that also generated the 1991 Limon earthquake. Seismicity, faulting and crustal deformation are not consistent with erlier interpretations of an east-northeast oriented strike-slip tectonic boundary in the area.

Paleomagnetic and rock-magnetic survey of Brunhes lava flows from Tancitaro volcano, Mexico

Este estudio presenta los resultados paleomagnéticos del Volcán Tancitaro, (perteneciente al Campo Volcánico Michoacán Guanajuato), en el oeste de México, como una contribución a la base de datos de promediados en el tiempo del campo global. Se realizó el estudio paleomagnético y de magnetismo de roca en once flujos de lava. Se colectaron 120 núcleos orientados en el volcán Tancitaro y sus áreas aledañas. Todos los sitios fueron previamente fechados por 40Ar -39Ar (Ownby et al., 2007,) y van desde 793 ka hasta el presente. Se realizaron experimentos de magnetismo de roca, curvas de susceptibilidad e histéresis magnética y en la mayoría de los casos la remanencia magnética fue por la presencia de titanomagnetita pobre en Titanio con estructura magnética de pseudodominio simple. Ocho de los once flujos de lava dieron polaridad normal, mientras que los tres restantes produjeron paleodirecciones inconsistentes y no se tomaron en cuenta para el análisis y se debió probablemente por efectos de rayos. La paleodirección principal obtenida de los ocho flujos es Inc=39.5°, Dec= 356.4°, k=29, αc95=9.1° lo cual corresponde a la posición del polo con Plat=84.4°, Plong=219.9°, K=33 y αc95=8.5° Esta dirección es prácticamente consistente con la paleodirección esperada del Plio Cuaternario, derivada del polo de referencia para el Craton Norteamericano. La variación paleosecular coincide con otros estudios de la misma latitud y con modelos estadísticos recientes. La inclinación media cae dentro de la incertidumbre del Eje Dipolar Geomagnético más 5% de contribuciones cuadrupolares.

This study presents paleomagnetic results from Tancitaro volcanism in the Michoacan Guanajuato Volcanic Field, western Mexico, as a contribution to the time averaged field global database. Detailed paleomagnetic and rock-magnetic studies were carried out on eleven independent lava flows; 120 oriented, standard paleomagnetic cores were collected from Tancitaro volcano and surrounding areas. All sites were dated by means of 40Ar-39Ar (Ownby et al., 2007) as originating from 793 ka to present. Rock-magnetic experiments included continuous susceptibility and hysteresis measurements. Remanence is carried mostly by Ti-poor titanomagnetite of pseudo-single-domain magnetic structure. Eight out of eleven flows yield normal magnetic polarities while three sites yielded inconsistent paleodirections most probably due to lightning. Mean paleodirection from eight flows is Inc=39.5°, Dec=356.4°, k=29, αc95=9.1° which corresponds to a pole position with Plat=84.4°, Plong=219.9°, K=33 and A95=8.5°, practically undistinguishable from expected Plio-Quaternary paleodirections, for the North American Craton. Paleosecular variation is compatible with other studies at the same latitude bands and with recent statistical models. The mean inclination falls within the uncertainties of the Geomagnetic Axial Dipole plus 5% quadrupolar contributions.

The relationship between Pacific Decadal and Southern Oscillations: Implications for the climate of northwestern Baja California

La relación entre la Oscilación Austral (SO) y la Oscilación Decenal del Pacífico (PDO) es analizada por medio de modelos forzados y de predicción secundaria de la PDO. Estos modelos son construidos con los mismos índices comunmente asociados a diferentes aspectos del clima del noroeste de Baja California, es decir el índice de Oscilación del Sur (SOI) y el índice de la Oscilación Decenal del Pacífico (PDOI). El modelo secundario explica alrededor del 40% de la variabilidad anual de la PDO, mientras que el modelo forzado explica alrededor del 60% de la variabilidad anual más la variabilidad decenal de la PDO. Estos resultados verifican que el fenómeno de El Niño-Oscilación del Sur (ENSO) fuerza a la PDO; por lo tanto también sugieren que las variabilidades interanual y decenal del Pacífico, así como sus impactos climatológicos en el noroeste de Baja California, son principalmente generados por el ENSO. Por lo que se espera que en tanto mejoren los pronósticos del ENSO, mejoraran las predicciones climatológicas en esta región así como los pronósticos de la PDO.

The relationship between the Southern Oscillation (SO) and the Pacific Decadal Oscillation (PDO) is studied by means of forced and secondary forecast models of the PDO. These models are constructed with the same indices frequently associated to different aspects of the climate of northwestern Baja California, namely the Southern Oscillation Index and the Pacific Decadal Oscillation Index (SOI and PDOI). The secondary forecast model explains about 40% of the interannual variability of the PDO while the forced model explains about 60% of PDO interannual plus decadal variability. These results confirm that El Niño-Southern Oscillation (ENSO) forces the PDO. Thus interannual and decadal variabilities in the Pacific Ocean, and related climatological impacts in northwestern Baja California, may be mainly ENSO-generated. As ENSO forecasts improve, PDO forecast and climatological predictions in this region should also improve.

A simplified numerical approach for lateral spreading evaluation

Los desarrollos ocurridos en las últimas décadas, tanto en los métodos numéricos de solución de problemas de ingeniería geo-sísmica, como licuación y sus efectos, así como en la tecnología computacional, ha permitido que el uso de técnicas rigurosas de modelado matemático sean más frecuentes en ingeniería aplicada. Sin embargo, para el caso particular de la estimación de desplazamientos laterales inducidos por sismos, (asociados a la licuación de áreas extensas de terreno), resulta complicado para llevar a cabo análisis detallados que involucren modelos bi y tridimensionales. Es común el recurrir a estimaciones estadísticas, o inclusive a predicciones obtenidas con sistemas neurodifusos. En este artículo, se introduce un enfoque simplificado para calcular los desplazamientos laterales inducidos por sismos cuando se presenta licuación. La respuesta dinámica de un perfil de suelo es simulada a través de elementos finitos unidimensionales acoplados a un esquema de generación de presiones de poro. La ecuación de movimiento se resuelve en el dominio del tiempo y con base en cada incremento de presión de poro. Los parámetros de resistencia y dinámicos del suelo se modifican, permitiendo la estimación de los desplazamientos del suelo que ocurren durante el evento dinámico. La formulación propuesta se aplica al análisis de varios casos de estudio en donde se realizaron mediciones de desplazamientos laterales.

Recent developments underwent in the last decades in both numerical methods as well as computer technology to be applied for solving geotechnical earthquake engineering problems, such as liquefaction and its related effects has allowed using rigorous modeling techniques more often in engineering practice, including finite differences and finite element. However, for the particular case of estimation of liquefaction-induced lateral displacements in large areas, it is cumbersome to perform detailed numerical analyses involving 2-D and 3-D models. Therefore, it is common to resort to statistical estimations or even to predictions obtained with neurofuzzy systems. In this paper, an alternative practice-oriented numerical approach is explored. The dynamic response of a soil profile is simulated by means of one dimensional finite elements coupled to a pore pressure generation scheme. The equation of motion is solved in the time domain and based on each pore pressure increment, both the shear strength and the dynamic soil parameters are modified, allowing estimations of soil displacements that occur during the dynamic event. The proposed formulation is applied to analyze several study cases for various earthquakes where actual lateral displacements measurements were available.

Imaging the earthquake cycle with the Moment-Ratio Method: An exploration

El Método de Momentos Residuales (MRM) puede servir para monitorear en forma gráfica el ciclo del momento sísmico en un borde de placa. Es una técnica exploratoria que permite observar las deficiencias del valor acumulado de los momentos sísmicos para evaluar el ciclo de degradación y recuperación de la energía libre en una región sísmica activa. Se adopta una vida media de 20 años en el proceso de cicatrización de las rupturas sísmicas en el borde de la Placa del Pacífico. Se estima el momento residual para las regiones de Japón y México a intervalos de veinte años con el Catálogo de Pacheco y Sykes de sismos someros de magnitud M>7 en el siglo 20. Los picos de MRM tienden a mostrar alguna correlación con sismos de magnitud mayor que 7 que ocurrieron en el intervalo siguiente de 20 años.

The seismic moment cycle at plate boundaries may be imaged by the Moment-Ratio Method (MRM). In this exploratory technique the fluctuation of cumulative moment deficiency is used as an indicator of the cycle of degradation and recovery of free energy along an active tectonic region. A 20-year half-life is assumed for the healing process of earthquake ruptures along the Pacific plate boundary. Using the Pacheco-Sykes Catalog of large shallow earthquakes (M>7), we estimate the moment ratio for Japan and Mexico at 20-year intervals during the 20th century. Moment-ratio peaks for 1980 correlate with subsequent earthquakes of magnitude M>7 during the following 20-year period in Mexico and Japan.