D2 Tomografía Sísmica

Tópico

La tomografía sísmica es la técnica que permite obtener imágenes tridimensionales de cómo varía la velocidad sísmica dentro del interior terrestre, a partir de grandes conjuntos de datos de tiempos de viaje o de formas de onda completas. De forma parecida a como funciona una tomografía médica, la tomografía sísmica combina muchos rayos que atraviesan el interior de la Tierra en distintas direcciones y se cruzan entre sí, para reconstruir la distribución de velocidades que esos rayos atravesaron; esa distribución de velocidades refleja, a su vez, cómo varían la temperatura, la composición y el estado, sólido o fundido, del manto y de la corteza terrestre.

La tomografía de tiempo de viaje divide el interior de la Tierra en un conjunto de celdas, y ajusta la velocidad sísmica de cada una de esas celdas hasta minimizar la diferencia entre los tiempos de viaje que realmente se observaron y los tiempos de viaje que un modelo de referencia unidimensional estándar predice para esa misma trayectoria. Cuando la velocidad observada resulta mayor que la velocidad de ese modelo de referencia, esa anomalía positiva corresponde a un material más frío y más denso, como el que forma una losa de corteza oceánica subducida; cuando la velocidad observada resulta menor que la del modelo de referencia, esa anomalía negativa corresponde en cambio a un material más caliente que está ascendiendo, como el que forma una pluma del manto.

La tomografía de ondas superficiales, a diferencia de la tomografía de tiempo de viaje, es mucho más sensible a la estructura de la corteza y de la litosfera superior, precisamente porque las ondas superficiales de período largo penetran mucho menos hacia el interior profundo de la Tierra que las ondas de cuerpo.

La inversión de forma de onda completa es la generación más avanzada de tomografía sísmica disponible hoy: en lugar de usar solo el tiempo de llegada de cada onda, esta técnica aprovecha toda la forma de onda sísmica registrada, incluyendo las amplitudes y las fases de múltiples tipos de onda a la vez. Al aprovechar toda esa información adicional, la inversión de forma de onda completa permite resolver estructuras internas mucho más finas que las técnicas anteriores, y reduce la ambigüedad que suele afectar a una inversión sísmica basada únicamente en tiempos de llegada.

La tomografía de ruido ambiental, por último, no necesita ningún terremoto como fuente de ondas sísmicas: en su lugar, correlaciona el ruido microsísmico ambiental que dos estaciones sismográficas registran de forma continua, y a partir de esa correlación entre ambas estaciones extrae la misma información que se obtendría si una de esas dos estaciones hubiera actuado como fuente de una onda sísmica real y la otra la hubiera registrado, cerrando así, junto con la tomografía de tiempo de viaje, de ondas superficiales y de forma de onda completa, el conjunto de técnicas con las que la tomografía sísmica reconstruye el interior de la Tierra con el que empezó esta descripción.

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