Scielo RSS <![CDATA[Geofísica internacional]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=0016-716920110004&lang=pt vol. 50 num. 4 lang. pt <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[<b>The Thar, Rajputana desert unprecedented rainfall in 2006 and 2010</b>: <b>effect of climate change?</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692011000400001&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt En agosto de 2006 la región de Rajasthan registró lluvias excepcionalmente intensas que provocaron severas inundaciones. También, en la temporada del monzón de 2010 Rajasthan recibió fuertes lluvias, aunque no superiores a las de agosto de 2006. Pero los altos valores de precipitación en el año 2010 se produjeron durante toda la temporada del monzón. En el 2006 varias estaciones registraron lluvias intensas de alrededor de 125 mm en 24 horas. Un estudio reciente mostró que, en el futuro, eventos extremos similares tenderán a ocurrir en la India Central, que incluye una parte de Rajasthan. En este trabajo estos eventos son estudiados en el contexto de un probable cambio climatico sobre esta región usando datos de satélites. Para ello fueron usados los índices de vegetación NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) y EVI (Enhanced Vegetation Index), derivados del MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) y los datos de precipitación del satélite TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) para 11 años (2000-2010). Ambos productos NDVI y EVI revelaron un crecimiento exuberante de la vegetación sobre el desierto de Rajputana en setiembre de 2006 y en agosto y setiembre de 2010. El análisis de los datos de precipitación y EVI confirmó el crecimiento de la vegetación en 2006 y 2010, mostrando la utilidad de los datos obtenidos por satélite en la captura de los cambios en esta región. En algunos estudios previos se ha señalado que la lluvia sobre la región Oeste de Rajasthan durante la temporada del monzón muestra una importante tendencia creciente. Así, en el futuro, el crecimiento de la vegetación en el desierto Rajputana parece ser muy posible.<hr/>Rajasthan, India/Pakistan, recorded heavy rainfall in August 2006. This unusual event led to severe floods. In the monsoon season of 2010 there was also high rainfall, but not as heavy as in August 2006. The high rainfall in 2010 occurred during the entire monsoon season, but in 2006 several stations registered very heavy downpour of about 125 mm in 24 hours. A recent study showed that in the future similar extreme events may tend to occur in central India, which includes a part of Rajasthan. These events are studied in the context of a probable climate change using satellite data. The MODIS (MODerate resolution Imaging Spectroradiometer) vegetation indices (NDVI, Normalized Difference Vegetation Index and EVI, Enhanced Vegetation Index) and precipitation data from TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) satellite for 11 years (2000 through 2010) were used. Both NDVI and EVI MODIS (MOD13) revealed unusual growth of vegetation in September 2006 and August and September 2010 over the Rajputana desert. The analysis of rainfall and EVI data confirmed the growth of vegetation in 2006 and 2010, showing the utility of satellite data in capturing changes in this region. Some earlier studies found that the rainfall over West Rajasthan during the monsoon season showed a significant increasing tendency. Thus in the future, a rising tendency of vegetation growth in Rajputana desert seems to be highly plausible. <![CDATA[<b>A comparison of three geoelectric methods in the presence of shallow 2-D inhomogeneities</b>: <b>A case study</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692011000400002&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Variaciones someras de la resistividad eléctrica a menudo dificultan la interpretación de datos de estudios eléctricos y electromagnéticos en términos de un subsuelo 1-D. Aquí interpretamos los datos de dos métodos de resistividad (sondeo eléctrico vertical, SEV) y perfilaje dipolo-dipolo) y dos métodos electromagnéticos (perfilaje de muy baja frecuencia-resistividad, VLF-R; y sondeo electromagnético transitorio, TEM) sobre tres heterogeneidades someras: un tubo metálico, una pared granítica aflorante y una cerca de alambre de púas. Aplicando varios algoritmos numéricos en 1-D, 2-D y 2.5-D en algunos casos estimamos la estructura del subsuelo, y en otros el efecto de las heterogeneidades laterales. Sólo en el caso de la pared granítica es aparente la necesidad del uso de un método 3-D para interpretar los datos TEM. El método VLF-R fue útil al detectar la presencia de las heterogeneidades que pudieron haber pasado desapercibidas por los otros métodos. Los métodos SEV y TEM resultaron ser complementarios en varios aspectos. Los datos de los SEV no fueron afectados por las heterogeneidades conductoras y la estructura somera estuvo mejor resuelta. Por otro lado, el método TEM no fue afectado por las altas resistencias de contacto y fue inmune al problema de equivalencia que afectó a los SEV. El tubo sí afecto al flujo de corriente galvánico, a pesar de su cubierta protectora. La cerca con postes metálicos produjo una intensa anomalía de VLF-R y afectó al sondeo TEM cercano. Las cercas con postes de madera no produjeron ninguna anomalía.<hr/>Shallow variations of electrical resistivity often interfere with the interpretation of data from electric and electromagnetic surveys in terms of a 1-D subsurface. We interpret data of two resistivity (vertical electric sounding, VES, and dipole-dipole profiling) and two electromagnetic methods (very low frequency-resistivity profiling, VLF-R, and transient electromagnetic, TEM, soundings) over three shallow inhomogeneities: a metallic pipe, an outcropping granite wall, and a barbed-wire fence. By applying several of 1-D, 2-D, and 2.5-D numerical algorithms we estimate the subsurface resistivity structure, and the perturbing effect of the lateral inhomogeneities. Only in the case of the granitic wall a need for a 3-D algorithm to model the TEM data was apparent. The VLF-R method was useful as it detected the presence of inhomogeneities that might have remained unnoticed by the other methods. The VES and TEM methods turned out to be complementary in several aspects. The VES data were not affected by the conductive inhomogeneities and the shallow resistivity structure was better resolved. On the other hand, the TEM method was not affected by high contact resistances and was immune to the equivalence problem affecting the VES data. Despite its impervious paint cover, the pipe perturbed the galvanic current flow. The presence of the fence with metallic posts produced a strong VLF-R anomaly and affected the neighboring TEM soundings. The fences with wooden posts produced no anomaly. <![CDATA[<b>Structural pattern of subsidence in an urban area of the southeastern Mexico Basin inferred from electrical resistivity tomography</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692011000400003&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt La mayor parte de la zona urbana de la Cuenca de México está construida sobre los sedimentos de los antiguos lagos de Chalco, Xochimilco, México, Texcoco, Xaltocan y Zumpango, lo cual ofrece poca resistencia a las obras civiles que se asientan sobre ella. Adicionalmente, los requerimientos para el abastecimiento de agua potable para la población han generado la sobreexplotación de los acuíferos, exacerbando el fenómeno de subsidencia y el colapso de edificios, unidades habitacionales y caminos. Con la finalidad de entender el patrón de fracturamiento, así como su ubicación, se implementó un estudio geofísico con la técnica de tomografía de resistividad eléctrica en una zona poblada ubicada al sureste de la Cuenca de México. Cinco secciones bidimensionales fueron calculadas a partir de los datos de resistividad adquiridos. En todas ellas fue posible identificar un horizonte resistivo discontinuo probablemente compuesto por algún material ígneo extrusivo. Las discontinuidades de este horizonte pueden ser relacionadas con grietas o fracturas identificadas con antelación sobre la superficie y que afectan obras civiles. Además, un modelo tridimensional de resistividad fue calculado. La imagen 3D coincide con los resultados obtenidos de los modelos 2D, mostrando una capa resistiva con discontinuidades laterales. El patrón estructural de las fracturas inferido presenta una dirección preferencial NW-SE, el cual también genera el proceso de subsidencia en la zona, producido por la sobreexplotación del acuífero.<hr/>Most of the urban area in the Basin of Mexico is underlain by sediments of the former lakes of Chalco, Xochimilco, Mexico, Texcoco, Xaltocan and Zumpango, which offer poor foundation conditions for buildings. Water supply requirements have led to overexploitation of the aquifers, and the increased exacerbating the rate of subsidence causes housing units and roads to deteriorate. In order to understand the location of the cracking and fracturing pattern, a geophysical study using electrical resistivity tomography was performed in a populated zone of the southeastern Mexico Basin. Five two-dimensional resistivity profiles were acquired. Discontinuities in the resistive horizon (probably in extrusive igneous material) were identified. The discontinuities could be related to cracks and fractures observed on the surface which had previously damaged housing construction. A three-dimensional resistivity profile was also obtained. The 3D image confirms results obtained from 2D models, and shows a resistive layer with lateral discontinuities. The inferred fracture pattern has a preferential NW-SE direction, related to the a subsidence process produced by overexploitation of the aquifer in the area. <![CDATA[<b>Common geophysical characteristics of Campi Flegrei, Rabaul and Usu</b>: <b>Three volcanic events</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692011000400004&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Durante periodos de actividad existen varios tipos de relación entre las deformaciones vulcano-génicas y la sismicidad volcánica. Las intrusiones de magma o de otros fluidos geotérmicos bajo los volcanes pueden causar deformaciones graduales o rápidas de la superficie. La energía mecánica de las intrusiones se convierte en energía de deformación y sismos, y bajo ciertas condiciones, también en explosiones. La partición entre estos tres tipos de energía provee valiosa información sobre los procesos internos y sugiere la naturaleza de sus orígenes. Desde este punto de vista, se discuten las deformaciones que acompañaron a la sismicidad en los Campi Flegrei, Rabaul y Usu con base en los datos publicados. Para correlacionar cuantitativamente las deformaciones y la sismicidad, tratamos las derivadas temporales de los cambios de elevación y de la liberación de energía sísmica, que están relacionados energéticamente. La correlación entre esas derivadas es moderada en Campi Flegrei, algo mayor en Rabaul y alta en Usu, aunque es necesario considerar que la calidad de los datos no es siempre la misma. Los volúmenes deformados son diferentes entre los tres volcanes, y para homologarlos, se comparan las energías sísmicas liberadas por unidad de volumen de cada deformación. Se encuentra que la energía sísmica específica se incrementa de Campi Flegrei a Rabaul y de allí a Usu. Las diferencias entre los comportamientos de las sismo-deformaciones en esos tres volcanes se interpretan en términos de distintos mecanismos de actividad volcánica y diferentes propiedades físicas de los medios involucrados.<hr/>Volcanogenic deformations during periods of unrest are related to volcanic seismicity in various ways. Magmas or geothermal fluids intrude beneath volcanoes and cause deformations at the surface gradually or rapidly. Mechanical energies of the intrusions are converted to deformation energy, earthquakes, and also explosions under certain circumstances. Partition among the three kinds of energies provides information of the internal processes and yields a clue to their origin. From the above standpoint, deformations accompanying seismicity at Campi Flegrei, Rabaul and Usu are discussed with the aid of published data. To quantitatively correlate the deformations and the seismicity, we discuss the time-derivatives of uplift and release of seismic energy, which are energetically interrelated. The correlation between them is moderate at Campi Flegrei, somewhat higher at Rabaul and high at Usu, but the data sets are not always equal in quality. The deformation volumes are also different among the three volcanoes. In order to standardize the volumes, seismic energies released by unit volume of each deformation are compared. The specific seismic energy is found to increase from Campi Flegrei through Rabaul to Usu. Such different behavior in seismo-deformations among the three volcanoes is interpreted as differences in the mechanism of volcanic activity, and in physical properties of the mediums involved. <![CDATA[<strong>Sustainable geohydrological model of San Luis Potosí aquifer, Mexico</strong>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692011000400005&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Un estudio geofísico e hidrogeológico se llevó a cabo en el acuífero de San Luis Potosí, con la finalidad de realizar un modelo transitorio de flujo de agua subterránea que reproduzca el estado actual del acuífero, para posteriormente proponer escenarios alternativos de explotación del acuífero. Este estudio permitió hacer importantes revelaciones sobre el estado del acuífero: el balance de recarga-extracción de agua presentó un déficit de 100 Hm³ en el año 2005; los niveles potenciométricos de datos recuperados entre 1972 y 2005 muestran un cono de depresión de 80 m de profundidad y 70 km² de área en la ciudad de San Luis Potosí; el modelo numérico realizado muestra que el acuífero es muy sensible a la localización de los pozos de extracción. También se realizaron modelos predictivos y algunas medidas de remediación fueron propuestas para obtener una recuperación del sistema acuífero.<hr/>An integrated geophysical and hydrogeological study is carried out on the San Luis Potosí aquifer system and a transient flow model and are proposed alternative exploitation scenarios. The aquifer water balance between recharge and extraction indicates a deficit of 100 Hm³ by the year 2005. A comparison of the historical potentiometric levels recorded between 1972 and 2005 shows a cone of depression 80 m deep extending over an area of 70 km² inside of San Luis Potosí City. The model suggests that the aquifer is sensitive to the locations of extraction wells. Predictive models are developed and remediation measures are proposed as alternatives to current extraction procedures in order for the aquifer system to recover. <![CDATA[<b>On the frequency of auroras over Germany</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692011000400006&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Se muestra una recopilación de 171 observaciones de auroras alemanas entre 1946 y 1964, las cuales no se habían publicado previamente. Los datos se analizaron en relación con el índice Kp, el número de manchas solares y las variaciones estacionales. También se incluye una lista completa de dichas observaciones.<hr/>A compilation of 171 German auroral observations between 1946 and 1964, not published previously, is presented. The data are analysed with respect to the Kp-index, sunspot numbers and seasonal variation. Also we include the full list of such observations. <![CDATA[<b>A brief overview of non-overlapping domain decomposition methods</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692011000400007&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Se presenta una visión general de los métodos de descomposición de dominio con dominios ajenos. Los métodos más eficientes que existen en la actualidad, el BDDC y el FETI-DP, se ubican en un marco 'primal' (el 'espacio de vectores derivados (DVS, por sus siglas en inglés)'), el cual permite una presentación sintética y efectiva tanto de las formulaciones primales como de las 'duales'. El marco conceptual del espacio de los vectores derivados tiene alguna similitud con el que usa BDDC, pero una diferencia importante es que en el marco DVS el problema tratado se transforma en otro definido en el espacio vectorial producto, mientras que en el BDDC no se hace tal cosa. Esto simplifica los algoritmos, los cual se sintetizan en un breve conjunto de fórmulas matriciales muy generales que son aplicables a matrices simétricas, no simétricas e indefinidas, cuando ellas provienen de la discretización de ecuaciones diferenciales parciales o sistemas de tales ecuaciones. Las fórmulas matriciales de este conjunto, son explícitas y pueden ser usadas directamente para desarrollar códigos computacionales. Hasta donde sabemos, dos de los algoritmos precondicionados del conjunto mencionado, son totalmente diferentes a cualquiera de los reportados en la literatura y deben ser motivo de investigaciones futuras.<hr/>An overview of non-overlapping domain decomposition methods is presented. The most efficient methods that exist at present, BDDC and FETI-DP, are placed in a 'primal' framework (the 'derived-vectors space (DVS)') which permits a synthetic and effective presentation of both: primal and 'dual' formulations. The derived-vectors space is similar to the setting used in BDDC. A significant difference is that, in the DVS framework, the problem considered is transformed into one that is defined in a product vector space while in BDDC that is not done. This simplifies the algorithmic formulations, which are summarized in a set of matrix-formulas applicable to symmetric, non-symmetric and indefinite matrices generated when treating numerically partial differential equations or systems of such equations. They can directly be used for code development. Two preconditioned algorithms of the mentioned set had not been reported previously in the DDM literature, as far as we know, and are suitable for being researched. <![CDATA[<b>A geophysical characterization of monogenetic volcanism</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692011000400008&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt En contraste con los volcanes poligenéticos, las erupciones asociadas al nacimiento de volcanes monogenéticos son mucho menos frecuentes y por tanto más difíciles de observar y estudiar. En el mundo, sólo unos pocos casos de este tipo de eventos se han registrado en tiempos históricos. Entre ellos, Jorullo (1759~1766), Paricutín (1943~1952), el maar Ukinrek (1977) y la actividad en East-Izu, Japón (1930~1989) representan algunos de los eventos que fueron reportados y estudiados de acuerdo al nivel científico de cada época. Las dos primeras erupciones formaron conos de escoria de tamaño considerable y grandes flujos de lava a lo largo de varios años de actividad, representando el nacimiento de esos volcanes. El maar se formó como consecuencia de una serie de explosiones freatomagmáticas, con escasa producción de magmas basálticos, y East-Izu fue un evento que causó enjambres sísmicos intermitentes desde 1930 y concluyó con una pequeña erupción submarina en 1989, de magnitud insuficiente para formar un cono escoriáceo. En el presente trabajo se discuten los procesos físicos que originaron esos volcanes monogenéticos, principalmente con base a los datos sísmicos disponibles y otros parámetros reportados que revelan las similitudes y diferencias entre esas erupciones. Sumadas a las similitudes que caracterizan la actividad monogenética, se distinguen diferentes tipos de volcanes. La principal característica común de todos los tipos es el origen profundo, sub-cortical, de sus fuentes magmáticas. Dependiendo de la capacidad de ascenso del magma, resultante de la sobrepresión en la fuente y en sus propiedades boyantes, la actividad eruptiva superficial puede variar desde prolongadas erupciones con alta productividad de magma formando conos cineríticos y extensos campos de lava, hasta erupciones de corta duración y baja productividad de magmas que tienden a permanecer en la corteza sin aflorar. Casos extremos de éste tipo pueden limitarse a actividad freática derivada del calor trasferido por conducción, o a enjambres sísmicos locales. Compartiendo algunas características con estos volcanes, pero en otra escala espacial y con una fuente magmática somera reconocemos otro tipo de vulcanismo monogenético, el de los conos parásitos asociados a volcanes poligenéticos que aquí se sugiere resultan del balance entre la presión magmática y la resistencia mecánica del edificio volcánico poligenético.<hr/>In contrast with polygenetic volcanoes, eruptions giving birth to monogenetic volcanoes are much less frequent and thus more difficult to observe and study. Only a few events of this type have occurred worldwide in historical times. Among these, Jorullo (1759~1766), Paricutín (1943~1952), Ukinrek maar (1977), and the East-Izu activity in Japan (1930~1989) are among the events that were studied and reported according to the scientific level of each period. The first two eruptions lasted for several years and were actual births of cinder cones and large lava flows. The maar resulted from a series of phreatomagmatic explosions, with relatively small basaltic magma production, and East-Izu caused earthquake swarms intermittently since 1930 ending with a small submarine eruption in 1989, not large enough to form a scoria cone. Here, we discuss the physical processes that originated those monogenetic volcanoes, mostly from the available seismological data and other reported parameters that reveal similarities and differences among those eruptions. Notwithstanding the common features of monogenetic activity, different types of volcanoes may thus be recognized. The main common feature for all types is a deep seated primary magma source, below the crust. Depending on the ascending capacity of magma derived from the excess pressure at the source and on its buoyancy, the surface activity may range from long-duration, high magma productivity eruptions forming cinder cones and extensive lava fields, to short-duration, low productivity eruptions related to similar sources but with a lower magma ascent capacity, that tends to stall within the crust. End members of the latter type may be limited to phreatic activity related to conducted heat phenomena or to local swarm seismicity. Sharing characteristics of those volcano types, but in a different spatial scale and with a shallower magma source, we recognize another type of monogenetic volcanism, namely the parasitic cones associated to polygenetic volcanoes that seem to result from the balance between the magmatic pressure and the mechanical strength of the polygenetic volcanic edifice. <![CDATA[<b>Seismic waves and surface waves</b>: <b>past and present</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692011000400009&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt La presente disertación fue presentada por el autor a raíz de una estancia de un año en la Universidad Nacional Autónoma de México. La fértil relación entre las ciencias de la tierra de América Latina con Alemania se remonta a Alejandro von Humboldt. Se analizan algunos aspectos de la evolución de la sismología en general, y en Jena en particular, que tocan el desarrollo de la teoría de ondas y específicamente, de las ondas superficiales. El trabajo fue presentado en el Gran Auditorio de la Universidad Federico Schiller en Jena, Alemania, como una conferencia invitada en ocasión de la celebración del Centésimo Aniversario de la Investigación Sismológica en Jena.<hr/>The author presented this lecture after a one-year stay at UNAM, in Mexico. The link between Latin American and German Earth scientists is invoked by citing the example of Alexander von Humboldt. Some aspects of the evolution of seismology in general and particularly in Jena are discussed. Special attention is paid to developments in wave theory and the theory of surface waves. This presentation was given on June 16, 2000 in the great hall of the Friedrich-Schiller University Jena on the celebration of "Hundred Years of Earthquake Research at Jena."