Relaciones entre mareas y otros fenómenos geodinámicosestudios en la Península Ibérica y California

Resumen

En investigación sobre Mareas hay controversias que han dado lugar a debates científicos y la publicación de resultados contradictorios. Dos, ampliamente conocidas, son la interpretación geofísica de los residuos finales de marea gravimétrica y la existencia o no de correlación entre mareas y ocurrencia de terremotos. El objetivo fundamental de esta tesis doctoral es realizar aportaciones a ambos aspectos de forma significativa y relevante. Si a las amplitudes y desfasajes de las componentes armónicas del potencial de mareas obtenidas a partir de observación les restamos la parte de un modelo teórico de marea sólida y la parte del efecto oceánico, obtenemos el vector residuo final cuya interpretación es un asunto muy debatido en Geodesia. Mientras algunos autores sugieren que estos residuos están relacionados con errores instrumentales y de medida o errores en la evaluación de la carga oceánica, otros proponen ciertas relaciones empíricas entre estos residuos finales de marea gravimétrica y parámetros que implican variaciones estructurales con respecto al modelo de Tierra, como son el flujo térmico o la edad tectonotérmica de la litosfera. Como la componente coseno del vector residuo final es la que refleja la heterogeneidad que distingue la Tierra real del modelo usado, el primer objetivo de esta tesis es la realización de un estudio de correlaciones en la Península Ibérica entre esta componente del vector residuo final para las ondas M2 y O1 del potencial de mareas y diferentes parámetros estructurales. Los resultados obtenidos para los distintos modelos de marea oceánica considerados no demuestran la existencia de correlaciones estadísticamente significativas entre los residuos de marea y parámetros estructurales como el flujo térmico, resistencia de la litosfera, temperatura de Moho y la edad tectonotérmica de la litosfera. De hecho, al rechazar los datos de peor calidad y utilizar los modelos oceánicos más precisos y ajustados a la Península Ibérica, la correlación desaparece por completo, mostrando que estos residuos finales son fundamentalmente ruido. El otro objetivo de esta tesis es ver si existen correlaciones estadísticamente significativas entre esfuerzos de marea y terremotos. Los esfuerzos de marea se superponen a los esfuerzos tectónicos de lento incremento, y ha habido numerosos estudios sobre posibles relaciones entre la marea y la ocurrencia de terremotos, con resultados contradictorios entre sí. Las componentes del esfuerzo de marea que más afectan al movimiento de una falla son el esfuerzo normal al plano de falla y el esfuerzo de cizalla en la dirección del deslizamiento de la falla, por lo que la combinación de ambas componentes llamada Transferencia de Esfuerzo de Coulomb de Marea Tidal Coulomb Failure Stress, TCFS se ha utilizado como parámetro de estudio en este trabajo junto con técnicas estadísticas como el test de Schuster o el test binomial. Es muy importante, además, utilizar catálogos de terremotos que realmente estén formados por elementos independientes (que no contengan réplicas ni premonitores), y que verifiquen criterios de homogeneidad y calidad de los datos. La ausencia de un catálogo sísmico que incluya la descripción de los mecanismos de falla en un número significativo de eventos ocurridos en la Península Ibérica planteó la necesidad de desarrollar esta parte de la investigación partiendo de otra fuente, seleccionando finalmente los catálogos sísmicos de California, Estados Unidos. Las correlaciones que se han encontrado entre valores máximos de TCFS y los tiempos de ocurrencia de los terremotos para distintos tipos de falla son estadísticamente significativas y no se habían detectado previamente en California. Estas correlaciones resultan consistentes con análisis de otros investigadores que identificaban los tipos de falla más propensos a ser afectados por el esfuerzo de marea según un estudio global del signo de TCFS.