Inversion of ambient seismic noise HVSR to evaluate velocity and structural models of the Lower Tagus Basin, Portugal

During its history, several significant earthquakes have shaken the Lower Tagus Valley (Portugal). These earthquakes were destructive; some strong earthquakes were produced by large ruptures in offshore structures located southwest of the Portuguese coastline, and other moderate earthquakes were produced by local faults. In recent years, several studies have successfully obtained strong-ground motion syntheses for the Lower Tagus Valley using the finite difference method. To confirm the velocity model of this sedimentary basin obtained from geophysical and geological data, we analysed the ambient seismic noise measurements by applying the horizontal to vertical spectral ratio (HVSR) method. This study reveals the dependence of the frequency and amplitude of the low-frequency (HVSR) peaks (0.2–2 Hz) on the sediment thickness. We have obtained the depth of the Cenozoic basement along a profile transversal to the basin by the inversion of these ratios, imposing constraints from seismic reflection, boreholes, seismic sounding and gravimetric and magnetic potentials. This technique enables us to improve the existing three-dimensional model of the Lower Tagus Valley structure. The improved model will be decisive for the improvement of strong motion predictions in the earthquake hazard analysis of this highly populated basin. The methodology discussed can be applied to any other sedimentary basin.

Áquila Earthquake (2009): influence of seismic source model and structure to modeling the strong ground motions

O sismo, ocorrido em 6 de Abril de 2009 (Mw 6,3) junto à cidade de Áquila (Itália), provocou uma grande destruição. Uma das consequências deste evento foi o impacto na opinião pública em torno da capacidade científica para a estimação da perigosidade sísmica e a necessidade de criação de sistemas de alerta sísmico. A determinação dos mecanismos de fonte sísmica de eventos sísmicos ocorridos e registados permite melhores caracterizações dos movimentos sísmicos para uma determinada área de estudo e consequentemente melhores cenários de risco. Se a região em estudo possuir propriedades físicas específicas e muito distintas de local para local, capazes de provocar alterações locais dos movimentos sísmicos (efeitos de sítio), torna-se imperativo uma caracterização bem definida do meio de propagação das ondas sísmicas de forma a poder sintetizar informação capaz de contribuir para a boa estimação da perigosidade sísmica. No âmbito deste trabalho pretende-se estudar a influência do mecanismo de fonte sísmica e da estrutura na modelação de movimentos sísmicos no caso de Áquila. A metodologia adoptada consiste na determinação da distribuição de deslizamentos sobre o plano de falha e utilização desta informação na modelação de sismogramas sintéticos (com recurso ao algoritmo E3D). Será igualmente estabelecida uma comparação de resultados considerando-se um meio com e sem bacia e considerando-se uma fonte pontual e uma fonte extensa.