Espesor de la corteza isostática bajo la meseta tibetana y el Himalaya a partir de datos de gradiometría de gravedad por satélite

Este estudio utiliza los modelos globales de gravedad y de espesor de la corteza para determinar un modelo regional de la discontinuidad de Mohorovičić (Moho). Con este fin se resolvió el problema inverso de isostasia Vening Meinesz-Moritz (VMM) de nido en términos de gradiente gravitatoria isostática. La relación funcional entre la profundidad de la Moho y la derivación radial de segundo orden del potencial isostático VMM fue formulado a través de la ecuación integral Fredholm de primera clase. Se aplicaron métodos para el análisis esférico armónico y para la síntesis del campo gravitacional, y los modelos de estructura de corteza para evaluar las correcciones de gradiente gravitatoria y el respectivo gradiente gravitatorio corregido, considerando el conocimiento de las principales densidades de la estructura al interior de la corteza de la Tierra (las heterogenidades del manto fueron ignoradas). El gradiente gravitatorio resultante se compensó isostáticamente con la aplicación del esquema VVM. Se resolvió reiterativamente el problema inverso VVM para encontrar las profundidades de la discontinuidad Moho. Se aplicó la regularización para estabilizar la solución planteada. El modelo geopotencial global GOCO-03s, el modelo global topográfico/batimetrico DTM2006.0 y el modelo global de la corteza CRUST 1.0 permitieron generar el gradiente gravitacional isostático VVM con una resolución espectral completa a un grado esférico armonioso de 250. A través del esquema inverso VMM se determinó el espesor isostático regional bajo la meseta Tibetana y los Himalayas (compilada en una cuadrícula de 1x1 grados sexagesimales). Las diferencias entre los modelos isostático y sísmico de la Moho fueron modeladas y corregidas con la aplicación de la corrección no isostática. Los resultados muestran que la inversión del gradiente gravitatorio puede modelar realísticamente la geometría de la Moho, a pesar que la solución contiene una desviación sistemática. Esta inclinación se explica por la información estructural interna de la Tierra en el campo del gradiente gravitatorio comparado con el potencial gravitatorio.

INTRODUCCIÓN

Los métodos gravimétricos para la determinación de la profundidad del Moho se han desarrollado y aplicado en estudios globales y regionales.  Los ejemplos de los métodos gravimétricos incluyen, entre otros, los estudios de Čadek y Martinec (1991), Braitenberg y Zadro (1999), Braitenberg et al. (2000a, 2000b, 2006), Arabelos et al. (2007) y Sjöberg (2009). Los métodos gravimétricos deben combinar de forma óptima los datos gravimétricos y sísmicos (si están disponibles). Braitenberg y Zadro (1999) propusieron un método basado en la inversión iterativa de la gravedad en 3D con datos sísmicos integrados. Sjöberg y Bagherbandi (2011) desarrollaron y aplicaron un enfoque de mínimos cuadrados basado en la resolución del problema inverso de isostasia de Vening Meinesz-Moritz (VMM) (Sjöberg 2009).

Autores: Bagherbandi, Mohammad; Sjöberg, Lars E; Novák, Pavel; Tenzer, Robert