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Programa de la materia (2009)

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Objetivos

La Sismología es la disciplina que estudia la generación, propagación y registro de las ondas elásticas en la Tierra y de las fuentes que las producen. El registro del movimiento del suelo, o sismograma, provee los datos básicos para estudiarlas, de modo que es una disciplina basada en lo observacional. Así, el curso tiene por finalidad enseñar al alumno, a partir de los conocimientos de la mecánica del continuo ya adquiridos, el fenómeno de propagación en un medio elástico semi-infinito, en un medio elástico semi-infinito y una capa y en un medio estratificado esférico con velocidad constante y variable. También se introducen algunos aspectos importantes del medio real tales como la naturaleza de la atenuación. Se estudian métodos directos e inversos para conocer los parámetros elásticos en el interior de la Tierra y métodos para la localización de los terremotos. Además se enseña el mecanismo de la generación de terremotos y principios básicos de sismotectónica, los caracteres y causas de los mismos y las características de distinto tipo de instrumental sismológico. Durante el curso el alumno adquiere experiencia en el manejo y análisis de datos sismologicos digitales reales incorporando el uso extensivo de PC como herramienta de trabajo y se discuten  algunas aplicaciones de la Sismología.

Contenido Temático:

1)Introducción. Conceptos básicos de Sismología. Sismología en nuestro país, Instituciones. Reseña histórica.

2)Tensiones y deformaciones en medios continuos. Tensores de una y otra clase. Significado de las componentes tensoriales.

3)Parámetros elásticos. Relación entre tensiones y deformaciones. Efecto de la simetría de los tensores. Teorema de los trabajos recíprocos. Energía elástica. Simetría elástica. Cuerpos isótropos. Ecuación del movimiento de un cuerpo elástico. Módulos de elasticidad.

4)La solución de las ecuaciones del movimiento. Medios homogéneos e isótropos. Descomposición de Helmholtz; sus fundamentos. Ecuación de movimiento con potenciales. Ecuación de onda, homogénea e inhomogénea.

5)La solución de la ecuación de ondas. Solución de Poisson de la ecuación homogénea. Principio de Huygens. Propagación de ondas. Solución de la ecuación de onda en una y tres dimensiones por el método de separación de variables. Ondas planas, su geometría. Ondas esféricas.

6)Propagación de ondas en medios estratificados. Principio de Fermat. Refracción y reflexión. Rayos sísmicos en medios planos y en medios esféricos. Trayectorias estacionarias. Relación fundamental del rayo sísmico. Ecuación del rayo y del tiempo de propagación. Teorema de Bendorf.

7)Resultados relativos a constitución del globo. Métodos de inversión de Wiechert-Herglotz-Bateman,  con modelos parametrizados y tomografía sísmica. Estructura de la corteza, manto superior, inferior y núcleo. Modelos modernos.

8)Interpretación de sismogramas. Nomenclatura de ondas internas y superficiales. Curvas y tablas de tiempos de propagación, fases de un sismograma Tiempos de propagación para focos en la superficie, en sus primeras capas..

9)Reflexión y refracción. Relación entre ondas planas incidentes y emergentes en el caso de superficies planas de discontinuidad. Incidencia de ondas P y de ondas S. Incidencia crítica. Incidencia en superficies libres.

10)Ondas superficiales. Medios con y sin recubrimiento. Ondas Love. Ondas Rayleigh. Formas modales del movimiento y de su propagación. Dispersión. Velocidad de fase y velocidad de grupo. Fases de Airy y de Fresnel. Métodos para determinar la velocidad de fase y de grupo en el dominio del tiempo y de las frecuencias.

11)Propagación de ondas en medios reales. Atenuación; pérdidas de energía por la: divergencia geométrica, scattering y absorción anelástica. Principios básicos de atenuación espacial y temporal. Determinación del factor de atenuación y del factor de calidad, Q, del medio para diversas ondas.  Interpretación del contenido espectral de la señal.

12)Nociones de fallas y mecanismo de los terremotos en el foco. La expresión de Stokes-Love. La irradiación sísmica de doble cupla. Determinación de los parámetros geométricos del mecanismo. Momento sísmico y largo de falla; su determinación mediante datos del dominio de las frecuencias.

13)Recursos para localizar los fenómenos sísmicos. Métodos aproximados de determinación de epicentros con datos de una o de varias estaciones. Métodos exactos, métodos de Geiger y Gradiente.

14)Sismicidad, sismotectónica y riesgo sísmico. Distribución espacial de los terremotos. Distribución temporal de los terremotos: réplicas, precursores, enjambres. La distribución de las magnitudes: grado, magnitud y energía de los terremotos. Ley de Gutenberg-Richter. Modelización de terremotos. Causa de los terremotos, teoría de la Tectónica de Placas, aportes de la Sismología. Bordes divergentes, convergentes y transformantes. Peligro sísmico y riesgo. Predicción sísmica. Nociones de prevención.

15)Sismometría. Evolución histórica de los sismógrafos. Sistemas pendulares inerciales. Observatorios sismológicos. El ruido de la Tierra. Sismógrafos electromagnéticos y primeras redes globales. Sismógrafos digitales, banda ancha y redes globales digitales. Arreglos sísmicos y redes regionales. Otras clases de sismógrafos.

 

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