Magnetogravimetric study on the Scotia Plate, in the South Atlantic Ocean for the characterization of tsunamis
Description
The marine and coastal environments of the Scotia Sea regions in the Southern Atlantic Ocean and Antarctica are vulnerable to the potentially disastrous effects of seismic activity along the Scotia Arc. This paper presents a magnetogravimetric study of the Scotia Plate for tsunami characterization. The influence of earthquakes on the Geomagnetic Field (GMF) is investigated using data from INTERMAGNET network observatories. A tectonic model is evaluated using gravity data from NOAA and seismic refraction data from Lamont-Doherty Earth Observatory. The study also assesses the impact on water level (WL) measured at Intergovernmental Oceanographic Commission (IOC) tide gauge stations. Cross Wavelet Transform (XWT) is applied, and a frequency analysis of the GMF is conducted to identify specific frequencies during seismic events. A 2D tectonic model is constructed for the North Scotia Ridge using gravimetric and seismic data to characterize structural boundaries that may be activated during seismic events. Water level records collected from 6 tide gauge stations in the region are filtered and analyzed to identify tsunamis at each station. The results reveal anomalous frequencies in the frequency analysis of the horizontal component of the GMF during the November 25, 2013 earthquake, with high data correlation from different observatories in the study area for periods of 0.5 and 1 hour. Gravimetric modeling delineates faults activated during seismic activity and edges of structures potentially activated due to the transcurrent and compressional nature of the margin. WL anomalies up to 1.30 m are obtained following earthquakes with a magnitude greater than 8. The propagation speed in the study area averaged 460 km/h, consistent with the expected speed for those depths, except for Puerto Argentino, which exceeded them in 50%.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
البيئات البحرية والساحلية لمناطق بحر سكوتيا في جنوب المحيط الأطلسي والقارة القطبية الجنوبية عرضة للآثار الكارثية المحتملة للنشاط الزلزالي على طول قوس سكوتيا. تقدم هذه الورقة دراسة قياس الجاذبية المغناطيسية للوحة سكوتيا لتوصيف تسونامي. يتم التحقيق في تأثير الزلازل على المجال الجيومغناطيسي (GMF) باستخدام بيانات من مراصد شبكة INTERMAGNET. يتم تقييم النموذج التكتوني باستخدام بيانات الجاذبية من NOAA وبيانات الانكسار الزلزالي من مرصد لامونت دوهرتي الأرضي. تقيّم الدراسة أيضًا التأثير على مستوى المياه (WL) الذي تم قياسه في محطات قياس المد والجزر التابعة للجنة الأوقيانوغرافية الحكومية الدولية (IOC). يتم تطبيق تحويل الموجات المتقاطعة (XWT)، ويتم إجراء تحليل تردد GMF لتحديد ترددات محددة أثناء الأحداث الزلزالية. تم إنشاء نموذج تكتوني ثنائي الأبعاد لحدود شمال سكوتيا باستخدام بيانات قياس الجاذبية والزلازل لتمييز الحدود الهيكلية التي يمكن تنشيطها أثناء الأحداث الزلزالية. يتم تصفية سجلات مستوى المياه التي تم جمعها من 6 محطات لقياس المد والجزر في المنطقة وتحليلها لتحديد تسونامي في كل محطة. تكشف النتائج عن ترددات شاذة في تحليل التردد للمكون الأفقي لـ GMF خلال زلزال 25 نوفمبر 2013، مع ارتباط بيانات مرتفع من مراصد مختلفة في منطقة الدراسة لفترات 0.5 وساعة واحدة. تحدد النمذجة الجاذبية الصدوع التي يتم تنشيطها أثناء النشاط الزلزالي وحواف الهياكل التي يحتمل تنشيطها بسبب الطبيعة العابرة للتيار والانضغاطي للهامش. يتم الحصول على حالات شذوذ WL تصل إلى 1.30 متر بعد الزلازل التي تبلغ قوتها أكبر من 8. وبلغ متوسط سرعة الانتشار في منطقة الدراسة 460 كم/ساعة، بما يتفق مع السرعة المتوقعة لتلك الأعماق، باستثناء بويرتو أرجنتينو، التي تجاوزتها بنسبة 50 ٪.Translated Description (French)
Les environnements marins et côtiers des régions de la mer Scotia dans l'océan Atlantique Sud et l'Antarctique sont vulnérables aux effets potentiellement désastreux de l'activité sismique le long de l'Arc Scotia. Cet article présente une étude magnétogravimétrique de la plaque Scotia pour la caractérisation des tsunamis. L'influence des tremblements de terre sur le champ géomagnétique (GMF) est étudiée à l'aide des données des observatoires du réseau INTERMAGNET. Un modèle tectonique est évalué en utilisant les données de gravité de la NOAA et les données de réfraction sismique de l'Observatoire de la Terre Lamont-Doherty. L'étude évalue également l'impact sur le niveau de l'eau (WL) mesuré aux stations marégraphiques de la Commission océanographique intergouvernementale (COI). La transformation en ondelettes croisées (XWT) est appliquée, et une analyse de fréquence du GMF est effectuée pour identifier des fréquences spécifiques pendant les événements sismiques. Un modèle tectonique 2D est construit pour la dorsale North Scotia à l'aide de données gravimétriques et sismiques pour caractériser les limites structurelles qui peuvent être activées lors d'événements sismiques. Les relevés de niveau d'eau collectés dans 6 stations marégraphiques de la région sont filtrés et analysés pour identifier les tsunamis à chaque station. Les résultats révèlent des fréquences anormales dans l'analyse de fréquence de la composante horizontale du GMF lors du tremblement de terre du 25 novembre 2013, avec une forte corrélation des données des différents observatoires de la zone d'étude pour des périodes de 0,5 et 1 heure. La modélisation gravimétrique délimite les failles activées lors de l'activité sismique et les bords des structures potentiellement activées en raison de la nature transcurrente et compressive de la marge. Des anomalies WL jusqu'à 1,30 m sont obtenues suite à des tremblements de terre d'une magnitude supérieure à 8. La vitesse de propagation dans la zone d'étude était en moyenne de 460 km/h, ce qui correspond à la vitesse attendue pour ces profondeurs, à l'exception de Puerto Argentino, qui les dépassait de 50%.Translated Description (Spanish)
Los entornos marinos y costeros de las regiones del Mar de Escocia en el Océano Atlántico Sur y la Antártida son vulnerables a los efectos potencialmente desastrosos de la actividad sísmica a lo largo del Arco de Escocia. Este artículo presenta un estudio magnetogravimétrico de la Placa de Scotia para la caracterización de tsunamis. La influencia de los terremotos en el campo geomagnético (GMF) se investiga utilizando datos de los observatorios de la red INTERMAGNET. Se evalúa un modelo tectónico utilizando datos de gravedad de NOAA y datos de refracción sísmica del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty. El estudio también evalúa el impacto en el nivel del agua (WL) medido en las estaciones mareométricas de la Comisión Oceanográfica Intergubernamental (COI). Se aplica la Transformada de Ondícula Cruzada (XWT) y se realiza un análisis de frecuencia del GMF para identificar frecuencias específicas durante eventos sísmicos. Se construye un modelo tectónico 2D para North Scotia Ridge utilizando datos gravimétricos y sísmicos para caracterizar los límites estructurales que pueden activarse durante los eventos sísmicos. Los registros del nivel del agua recopilados de 6 estaciones de mareógrafos en la región se filtran y analizan para identificar tsunamis en cada estación. Los resultados revelan frecuencias anómalas en el análisis de frecuencia de la componente horizontal del GMF durante el terremoto del 25 de noviembre de 2013, con alta correlación de datos de diferentes observatorios en el área de estudio por períodos de 0.5 y 1 hora. El modelado gravimétrico delinea las fallas activadas durante la actividad sísmica y los bordes de las estructuras potencialmente activadas debido a la naturaleza transcurrente y de compresión del margen. Las anomalías de WL de hasta 1.30 m se obtienen después de terremotos con una magnitud mayor a 8. La velocidad de propagación en el área de estudio promedió 460 km/h, consistente con la velocidad esperada para esas profundidades, a excepción de Puerto Argentino, que las superó en un 50%.Files
2270.pdf
Files
(1.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:0ffa1cc7571dd16732be0fb58a1b5e8b
|
1.2 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- دراسة قياس الجاذبية المغناطيسية على صفيحة سكوتيا، في جنوب المحيط الأطلسي لتوصيف تسونامي
- Translated title (French)
- Étude magnétogravimétrique sur la plaque Scotia, dans l'océan Atlantique Sud pour la caractérisation des tsunamis
- Translated title (Spanish)
- Estudio magnetogravimétrico sobre la Placa de Scotia, en el Océano Atlántico Sur para la caracterización de tsunamis
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4396704540
- DOI
- 10.59429/ear.v2i1.1880