Co-seismic deformation of the 2010 Maule, Chile earthquake: validating a least squares collocation interpolation

• Autores: Gómez, D. D.; Smalley, R.; Langston, C. A.; Piñón, D. A.; Cimbaro, S. R.; Bevis, M.; Kendrick, E.; Barón, J.; Báez, J. C.; Parra, H.
• Año de publicación: 2015
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: Geología; Geofísica; least squares collocation; earthquake deformation interpolation; GPS; finite element model; colocación por mínimos cuadrados; interpolación de deformación sísmica; modelo de elementos finitos
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

Least squares collocation (LSC) has been successfully applied to develop the Velocity Model for SIRGAS (VEMOS) (Drewes and Heidbach, 2012) used to predict the velocities in the Geocentric Reference System for the Americas (Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas, SIRGAS) GNSS reference frame. After the 2010 (Mw 8.8) Maule, Chile earthquake, the co-seismic and ongoing post-seismic deformation changed both the coordinates and velocities of geodetic benchmarks and continuous operating GPS reference stations (CORS) within the region affected (latitude -28 to -40). This deformation made VEMOS invalid for the estimation of velocities in the reference frame. To correctly obtain coordinates in the pre-seismic frame using post-seismic coordinates, it is necessary to estimate the deformation produced by the earthquake, both co- and post-seismic. Since neither the Argentine nor the Chilean CORS GPS networks are sufficiently dense to directly determine the deformation at arbitrary locations (by using the closest station), a densification of the observations of the deformation field using LSC was recently proposed. In this paper, we used a finite element model (FEM) to simulate the co-seismic deformation of the 2010 Maule earthquake. The FEM was then used to test the LSC of the co-seismic deformation field. We found that LSC cannot be used to correctly predict the behavior of the deformation in the near field due to the complexity of the elastic response of the earth’s crust. Nevertheless, the method correctly interpolates the far field deformation. As an alternative to the LSC method, the authors propose to use a finite element geophysical model that allows for a correct approximation of the co-seismic deformation, both in the near and far fields.
La colocación por mínimos cuadrados (CMC) ha sido aplicada con éxito para el desarrollo del Modelo de Velocidades para América del Sur y El Caribe (VEMOS) (Drewes y Heidbach, 2012) para predecir las velocidades del marco de referencia GNSS Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas (SIRGAS). Luego del sismo de Maule (Mw 8.8), Chile en 2010, la deformación co- y post-sísmica ha modificado tanto la velocidad como la posición de las marcas geodésicas y estaciones GPS permanentes dentro del área afectada (latitud -28 a -40). Esta deformación ha generado que las estimaciones brindadas por VEMOS sean inválidas. Para la correcta obtención de coordenadas en el marco pre-sísmico utilizando coordenadas post-sísmicas, es necesario contar con una estimación de la deformación provocada por el terremoto, tanto co- y post-sísmicas. Dado que las redes de estaciones GPS permanentes de Argentina y Chile no son lo suficientemente densas para la correcta determinación directa de la deformación (mediante la utilización de la estación más próxima), se ha propuesto la utilización del método de CMC para densificar y predecir los desplazamientos co- y post-sísmicos. En esta publicación, se utilizó un modelo de elementos finitos para simular el sismo de Maule de 2010. Dicho modelo fue luego utilizado para corroborar los resultados de la interpolación por CMC del campo de deformación co-sísmico. Hemos hallado que la predicción por CMC no logra predecir adecuadamente las observaciones en el campo cercano al epicentro, debido a la compleja respuesta elástica de la corteza terrestre. Sin embargo, el método interpola correctamente la deformación del campo lejano. Como alternativa al método propuesto, los autores propondrán la utilización de un modelo geofísico de elementos finitos que permite una correcta aproximación de la deformación co-sísmica, tanto en el campo cercano, como en el campo lejano.
Asociación Argentina de Geofísicos y Geodestas