Moodle e ensino-misto (b-learning)

Dissertação de mestrado em Geologia para o ensino

Análisis multidisciplinar del fenómeno sismo-volcánico de El Hierro (julio 2011)

La erupción volcánica submarina de La Restinga (10 de octubre) ha permitido, por primera vez, poner en marcha el Plan Especial de Protección Civil y Atención de Emergencias por Riesgo Volcánico en la Comunidad Autónoma de Canarias. En este proyecto se ha realizado un análisis multidisciplinar de los principales elementos que han estado involucrados en la gestión de la crisis y sus repercusiones sociales, económicas y ambientales. Los resultados indican que, hoy en día, se cuenta con los medios necesarios para realizar la detección temprana y el seguimiento de procesos similares que tengan lugar en el Archipiélago pero, no obstante, sería necesario actualizar el presente Plan PEVOLCA, debido a las deficiencias detectadas. Estas deficiencias, además de afectar a la gestión del fenómeno sismo-volcánico, han provocado que se tomasen medidas de protección civil que han generado grandes repercusiones sociales y económicas en la Isla. Respecto a las consecuencias ambientales en la Reserva Marina de Punta La Restinga-Mar de Las Calmas se prevé una recuperación a corto plazo, siempre que se apliquen las medidas necesarias.

Estudio del mecanismo focal de los terremotos a partir de ondas sísmicas. Aplicación a terremotos de las dorsales del Atlántico y Oriental del Pacífico

En este trabajo se presenta un estudio de los parámetros dinámicos de terremotos ocurridos bajo las dorsales del Atlántico y Oriental del Pacífico, así como de la variación regional del coeficiente de atenuación de las ondas Rayleigh para la región oriental del Pacífico. Se ha obtenido un coeficiente de atenuación anormalmente alto bajo la dorsal del Pacífico e importantes diferencias en las condiciones de similaridad para las dos dorsales. Comparando los parámetros dinámicos obtenidos para las dorsales (zonas de tensión) con parámetros obtenidos para zonas de subducción (zonas de compresión), resultan ser similares excepto para la caída de esfuerzos. Los resultados obtenidos se interpretan en función de la actividad tectónica de las dorsales.

Rockfall induced seismic signals: case study in Montserrat, Catalonia

After a rockfall event, a usual post event survey includes qualitative volume estimation, trajectory mapping and determination of departing zones. However, quantitative measurements are not usually made. Additional relevant quantitative information could be useful in determining the spatial occurrence of rockfall events and help us in quantifying their size. Seismic measurements could be suitable for detection purposes since they are non invasive methods and are relatively inexpensive. Moreover, seismic techniques could provide important information on rockfall size and location of impacts. On 14 February 2007 the Avalanche Group of the University of Barcelona obtained the seismic data generated by an artificially triggered rockfall event at the Montserrat massif (near Barcelona, Spain) carried out in order to purge a slope. Two 3 component seismic stations were deployed in the area about 200 m from the explosion point that triggered the rockfall. Seismic signals and video images were simultaneously obtained. The initial volume of the rockfall was estimated to be 75 m3 by laser scanner data analysis. After the explosion, dozens of boulders ranging from 10¿4 to 5 m3 in volume impacted on the ground at different locations. The blocks fell down onto a terrace, 120 m below the release zone. The impact generated a small continuous mass movement composed of a mixture of rocks, sand and dust that ran down the slope and impacted on the road 60 m below. Time, time-frequency evolution and particle motion analysis of the seismic records and seismic energy estimation were performed. The results are as follows: 1 ¿ A rockfall event generates seismic signals with specific characteristics in the time domain; 2 ¿ the seismic signals generated by the mass movement show a time-frequency evolution different from that of other seismogenic sources (e.g. earthquakes, explosions or a single rock impact). This feature could be used for detection purposes; 3 ¿ particle motion plot analysis shows that the procedure to locate the rock impact using two stations is feasible; 4 ¿ The feasibility and validity of seismic methods for the detection of rockfall events, their localization and size determination are comfirmed.

On the complementariness of infrasound and seismic sensors for monitoring snow avalanches

The paper analyses and compares infrasonic and seismic data from snow avalanches monitored at the Vallée de la Sionne test site in Switzerland from 2009 to 2010. Using a combination of seismic and infrasound sensors, it is possible not only to detect a snow avalanche but also to distinguish between the different flow regimes and to analyse duration, average speed (for sections of the avalanche path) and avalanche size. Different sensitiveness of the seismic and infrasound sensors to the avalanche regimes is shown. Furthermore, the high amplitudes observed in the infrasound signal for one avalanche were modelled assuming that the suspension layer of the avalanche acts as a moving turbulent sound source. Our results show reproducibility for similar avalanches on the same avalanche path.

Analisis litosismico y estructura sedimentaria de la plataforma interna al Norte del Delta del Ebro (Sector de Vandellos)

El análisis sísmico de perfiles de alta resolución del tipo ((uniboom)), realizados en la plataforma interna al N del Delta del Ebro, permite definir las unidades sísmicas y establecer la estructura sedimentaria del recubrimiento cuaternario medio/superior. Ambos aspectos reflejan la influencia diferencial de los procesos dinámicos y de las oscilaciones eustáticas.

Deep crustal electromagnetic structure of Bhuj earthquake region (India) and its implications

The existence of fluids and partial melt in the lower crust of the seismically active Kutch rift basin (on the western continental margin of India) owing to underplating has been proposed in previous geological and geophysical studies. This hypothesis is examined using magnetotelluric (MT) data acquired at 23 stations along two profiles across Kutch Mainland Uplift and Wagad Uplift. A detailed upper crustal structure is also presented using twodimensional inversion of MT data in the Bhuj earthquake (2001) area. The prominent boundaries of reflection in the upper crust at 5, 10 and 20 km obtained in previous seismic reflection profiles correlate with conductive structures in our models. The MT study reveals 1-2 km thick Mesozoic sediments under the Deccan trap cover. The Deccan trap thickness in this region varies from a few meters to 1.5 km. The basement is shallow on the northern side compared to the south and is in good agreement with geological models as well as drilling information. The models for these profiles indicate that the thickness of sediments would further increase southwards into the Gulf of Kutch. Significant findings of the present study indicate 1) the hypocentre region of the earthquake is devoid of fluids, 2) absence of melt (that is emplaced during rifting as suggested from the passive seismological studies) in the lower crust and 3) a low resistive zone in the depth range of 5-20 km. The present MT study rules out fluidsand melt (magma) as the causative factors that triggered the Bhuj earthquake. The estimated porosity value of 0.02% will explain 100-500 ohm·m resistivity values observed in the lower crust. Based on the seismic velocities and geochemical studies, presence of garnet is inferred. The lower crust consists of basalts - probably generated by partial melting of metasomatised garnet peridotite at deeper depths in the lithosphere - and their composition might be modified by reaction with the spinel peridotites.

Sobre la generacion de sismogramas sinteticos en un medio semiinfinito

En base a un estudio sobre el modelado de la generación, transmisión y registro de seismos se ha construido un paquete de programas que permite la generación de sismogramas sintéticos en un medio semiinfinito a partir de cuatro tipos principales de fuentes canónicas. válidas para simular un amplio espectro de mecanismos focales.

Variación regional del coeficiente de atenuación de las ondas Rayleigh en el escudo europeo

A partir del análisis del modo fundamental de las ondas Rayleigh generadas por tres terremotos situados en las Azores, Sicilia y el Mar Negro se obtiene la variación regional del coeficiente de atenuación en el escudo europeo para un intervalo de periodos de 15-80 s. El método de análisis ha consistido en comparar los espectros de amplitudes observados con los calculados teóricamente. Para el calculo de estos últimos se ha utilizado un nuevo método consistente en calcular la función global de la fuente a partir de un proceso de mínimos cuadrados. Los resultados son los siguientes.

Caracterización sísmica de una cuenca sedimentaria: análisis inicial

Mediante técnicas numéricas analizamos el efecto de una cuenca sedimentaria sobre las ondas sísmicas que la atraviesan, en el presente estudio ondas P. La cuenca sedimentaria la caracterizamos por una serie estratigráfica con un número de capas y espesor total prefijados, así como el valor medio de sus propiedades elásticas. Para cada capa individual, estos valores medios se hacen fluctuar aleatoriamente en más y en menos alrededor de sus valores medios, con un valor máximo permitido de la variación también prefijado. Los ejemplos numéricos realizados nos muestran que los parámetros que más afectan una onda que se propaga a través de una cuenca son la distancia característica o espesor de las capas individuales y la magnitud de las fluctuaciones. manifestándose la resuuesta de la serie estratigráfica como un filtro paso baja y en la aparición de resonancias. Estos efectos pueden ser observados y cuantificados a partir de un análisis de la atenuación del medio y de la dispersión de la velocidad intrínseca de las ondas P y S.

Análisis de los acelerogramas de la serie de Adra (Almería): diciembre 1993 a enero 1994

Se analizan en este trabajo los datos acelerográficos asociados a los dos sismos principales de la denominada serie de Adra. Esta serie está constituida por un conjunto de terremotos de magnitud mb=5.0 que ocurrieron durante los meses de diciembre de 1993 y enero de 1994 en la provincia de Almería, representando el primer caso de registro de gran número de acelerogramas (terremotos principales y replicas) en España.

Guia temàtica Biblioteca ETSAB: Terratrèmols i arquitectura

Postprint (author’s final draft)

Critério constitutivo para o deslizamento com atrito ao longo da falha sísmica

A dinâmica de propagação da ruptura durante terremotos é um dos assuntos mais relevantes e complexos em Sismologia. Um critério constitutivo para a falha que descreva corretamente a relação das variáveis estáticas (tensões normais e tangenciais) com as variáveis cinéticas (deslocamentos e velocidades) na interface é necessário para efetuar uma análise dinâmica confiável. A fim de determinar um critério constitutivo para o deslizamento com atrito ao longo da falha sísmica, primeiramente apresentam-se métodos para caracterizar as superfícies deslizantes e discutem-se os principais critérios constitutivos que têm sido usados. Também são apresentados os resultados de um estudo experimental realizado, evidenciando, para sólidos metálicos em contato, uma lei constitutiva de variação do atrito com a velocidade. Um modelo numérico tridimensional baseado no Método dos Elementos Discretos (DEM) é usado para representar a região de rocha adjacente à falha. O modelo consiste de uma estrutura tridimensional periódica com massas concentradas nos nós, interconectadas por elementos visco-elásticos unidimensionais. Inicialmente, de acordo com modelos usuais em Sismologia, admite-se que o material é elástico, linear e homogêneo. Em uma segunda análise, a influência da não-homogeneidade do material é avaliada considerando que a massa específica, o módulo de Young e o coeficiente de atrito são campos aleatórios Gaussianos correlacionados. Na análise seguinte, o efeito da fratura na região de rocha adjacente à falha é também numericamente avaliado. Por fim, a influência de ruptura de micro-asperezas nas superfícies deslizantes é analisada. Através de simulação de Monte Carlo, as relações constitutivas macro (ou globais) para a falha são obtidas, admitindo como leis constitutivas micro (ou locais) os dois critérios mais usados em Sismologia: a lei de variação do atrito com a velocidade e a lei de variação do atrito com o deslizamento. Quando os blocos de rocha são admitidos serem elásticos e homogêneos não há um efeito de escala. Novamente, quando a rocha é considerada não-homogênea não há um efeito de escala significativo, apenas pequenas variações nos parâmetros das leis constitutivas macro em relação às leis micro são percebidas, exceto pela influência do campo aleatório do coeficiente de atrito, o qual apresenta um efeito de escala perceptível. A ocorrência de fratura nas proximidades da falha não causa modificações significativas nas leis constitutivas macro, apenas causa algumas oscilações em torno da lei sem fratura. Finalmente, obtém-se um critério constitutivo macro que leva em consideração a ruptura por cisalhamento das micro-asperezas nas superfícies deslizantes. O modelo é chamado lei modificada de variação do atrito com a velocidade e é considerado um critério constitutivo mais geral.

Técnicas de suavização aplicadas à caracterização de fontes sísmicas e à análise probabilística de ameaça sísmica

A avaliação de risco sísmico, fundamental para as decisões sobre as estruturas de obras de engenharia e mitigação de perdas, envolve fundamentalmente a análise de ameaça sísmica. Calcular a ameaça sísmica é o mesmo que calcular a probabilidade de que certo nível de determinada medida de intensidade em certo local durante um certo tempo seja excedido. Dependendo da complexidade da atividade geológica essas estimativas podem ser bas- tante sofisticadas. Em locais com baixa sismicidade, como é o caso do Brasil, o pouco tempo (geológico) de observação e a pouca quantidade de informação são fontes de muitas incer- tezas e dificuldade de análise pelos métodos mais clássicos e conhecidos que geralmente consideram, através de opiniões de especialistas, determinadas zonas sísmicas. Serão discutidas algumas técnicas de suavização e seus fundamentos como métodos al- ternativos ao zoneamento, em seguida se exemplifica suas aplicações no caso brasileiro.

Uma sequência didática a partir da temática terremotos com ênfase em CTS

Throughout its history the population of the region of Mato Grande, which includes the city of João Câmara, in Rio Grande do Norte, was subject to earthquakes. These events are caused by a geological fault, known as fault Samambaia. In the 1980s there was an intensification of this phenomenon culminating in an earthquake 5.1 on the Richter scale in the early hours of November 30, 1986, causing researchers from Brazil and other countries to shift to the region to conduct research in Seismology. During this period there was a strong interaction between scientists and local people. With the aim of studying how people experienced that moment that marked the history of the city of João Câmara, from interviews with some individuals who witnessed the incident, is that this research was developed. Taking as a theoretical approach to Science, Technology and Society (STS), aimed to thus carry the theme in a systematic way to the classroom, promoting ways to help teachers with the scientific training and guidance to students in case of occurrence of earthquakes