MODELOS GLOBALES DE GRAVEDAD GOCE Y EGM2008: SU UTILIDAD Y COMPLEMENTARIEDAD EN LA EXPLORACIÓN GEOFÍSICA

ALVAREZ ORLANDO; GIMENEZ MARIO; BRAITENBERG CARLA

Cordoba

Congreso; XIX Congreso Geologico Argentino; 2014

Asociacion Geologica Argentina

La nueva misión satelital GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) ha permitido lograr un extraordinario avance en el mapeo del campo de gravedad terrestre. Luego de aproximadamente cinco años de medición se han generado modelos globales del campo de gravedad y del geoide, con una resolución y exactitud sin precedentes (Pail et al. 2011). A partir de esta misión dedicada al estudio de la fuerza de la gravedad, ha cobrado relevancia la aplicación en el estudio de la litósfera a escala regional, permitiendo localizar anomalías, lineamientos, cuencas, zonas de sutura y provincias magmáticas. Para realizar el modelado litosférico a partir de los nuevos modelos globales de gravedad es necesario efectuar la corrección del efecto topográfico, debido a que la señal gravimétrica generada por la topografía enmascara la señal litosférica. Para el cálculo del efecto topográfico se han desarrollado nuevos softwares que utilizan prismas esféricos en coordenadas geocéntricas, en lugar de utilizar una aproximación plana. Esto permite comparar de manera directa con los datos satelitales teniendo en cuenta la curvatura terrestre (Uieda et al. 2010, Álvarez et al. 2012, 2013). Esta nueva metodología es de fundamental importancia ya que dada la resolución de los modelos globales, su aplicación está centrada en estudios regionales, en donde utilizar una aproximación plana induce un error considerable (Bouman et al. 2013). En el presente trabajo presentamos una moderna metodología para detectar estructuras corticales relacionadas a cambios de densidad, localizadas principalmente en corteza superior en función de los modelos globales de gravedad (GOCE y EGM2008). El modelo derivado a partir de los datos del satélite GOCE que utilizamos (GO_CONS_GCF_2_TIM_R4, Pail et al. 2011, http://icgem.gfz-potsdam.de/ICGEM/) alcanza una resolución de aproximadamente λ/2≈80km. El modelo EGM2008 (Pavlis et al. 2012) que integra datos de la misión satelital GRACE con datos terrestres, marinos y aéreos alcanza una resolución de λ/2≈9km. Los últimos modelos derivados de datos satelitales puros GOCE presentan una precisión homogénea, lo cual nos permite realizar un control estadístico de la calidad de los datos terrestres o de otros modelos globales (satelitales puros anteriores o que integren datos satelitales y terrestres). También son de gran utilidad para rellenar regiones en donde no hay disponibilidad o buena uniformidad de datos terrestres o debido a las dificultades de accesibilidad del terreno. A partir de los modelos globales de gravedad se obtiene el potencial anómalo. Luego distintas cantidades pueden ser derivadas como ser la anomalía de gravedad (Ga) o el gradiente vertical de la gravedad (Tzz). Al ser derivados del potencial gravitatorio que generan las masas reflejan variaciones de densidad de la corteza. Sin embargo, delinean características subsuperficiales bien distintas (Braitenberg et al. 2011, Álvarez et al. 2012).  En los trabajos mencionados anteriormente se muestra como el Tzz permite delinear la localización de una masa anómala con más detalle y precisión que la Ga. Esta diferencia que se vuelve más importante a medida que el contraste de densidad es mayor y las estructuras geológicas son más superficiales. A modo de ejemplo y para presentar cuál de ellos describe mejor una configuración de masas anómalas, generamos un modelo sintético. Este modelo sintético (Fig. 1, Sup-Izq.) simula una situación particular en la cual se ponen en contacto tres estructuras con un contraste de densidad asociado. Para este modelo sintético se  calculo el efecto topográfico directo que genera sobre el Tzz y sobre la Ga, aproximándolo por medio de prismas esféricos (Uieda et al. 2010). Como podemos apreciar en la Figura 1, el gradiente vertical de la gravedad permite establecer de manera directa la delimitación de las estructuras y la zona de contacto. La anomalía, si bien también presenta un cambio importante de magnitud, presenta una transición continua lo que no nos permite inferir la correcta ubicación del contacto. Resaltamos la utilización del gradiente vertical de la gravedad para detectar lineamientos tectónicos y cuencas sedimentarias relacionadas a variaciones de densidad con alta resolución y a una escala regional en base a modelos de globales de gravedad. La utilización de prismas esféricos con densidad constante para aproximar las masas topográficas permite alcanzar una mayor precisión en el efecto topográfico calculado.