Modelación analítica del tiempo de viaje de ondas sísmicas en medios estratificados

Autor: Rogelio Cruz Romero
Coautor(es): Emilia Fregoso Becerra
Mucho de lo que se sabe del interior de la Tierra procede del estudio de las ondas sísmicas, lo cual consiste en determinar con precisión el tiempo que las ondas necesitan para desplazarse; desde un terremoto hasta una estación sismológica. Con la sísmica de refracción se estudian los cambios en las trayectorias que experimentan las ondas al chocar con superficies de diferentes propiedades físicas, las cuales hacen que una parte de la energía se refleje y permanezca en el mismo medio que la energía original; y otra parte de la energía es refractada dentro del otro medio con un cambio en la dirección de propagación. Conforme la onda sísmica se aleja de la fuente y encuentra un medio de mayor velocidad, ocurrirán reflexiones, refracciones y difracciones. Esto genera frentes de onda que modifican los tiempos de arribo en puntos específicos, lo que se determina en este trabajo para medios estratificados. Para estudiar estos fenómenos se considera la Ley de Snell, la cual proporciona información suficiente para estudiar el cambio en la trayectoria de un rayo, aun cuando la amplitud de la onda o inclusive el tipo de propagación cambie. A partir de esta, se desarrollan los esquemas numéricos para llevar a cabo el modelado sísmico en medios bidimensionales (2D) y tridimensionales (3D). En este trabajo se plantea el modelado del tiempo de viaje de las ondas sísmicas que atraviesan medios estratificados 2D usando la teoría de refracción sísmica. Además, se compararán con los resultados del modelado sísmico usando la técnica de Vidale, a partir de la ecuación eikonal. Esta ecuación relaciona el gradiente de los tiempos de viaje con la velocidad o lentitud.