Conversión de tensión a movimiento del suelo de datos de sensado acústico distribuido para la determinación de la magnitud del terremoto y la caída de estrés

Resumen. El uso de sensado acústico distribuido (DAS) presenta ventajas únicas para la monitorización de terremotos en comparación con las redes sísmicas estándar: mediciones densamente espaciales adaptadas a entornos difíciles y diseñadas para operación remota. Sin embargo, la capacidad de determinar los parámetros de origen de los terremotos utilizando DAS aún no se ha establecido por completo. En particular, resolver la magnitud y la caída de estrés es un objetivo fundamental para la monitorización sísmica y la alerta temprana de terremotos. Para aplicar métodos existentes para la estimación de parámetros de origen a las señales de DAS, primero deben convertirse de tensiones a movimientos del suelo. Esta conversión se puede lograr utilizando la velocidad de fase aparente de las ondas, que varía para diferentes fases sísmicas que van desde ondas corporales rápidas hasta ondas superficiales lentas y dispersadas. Para facilitar esta conversión y mejorar su fiabilidad, se presenta un algoritmo para la determinación de la lentitud, basado en la transformación de apilamiento inclinado local. Este enfoque proporciona un valor único de lentitud en cada instante de tiempo de una serie temporal de DAS. La capacidad de convertir señales de tasa de deformación a aceleraciones del suelo se valida utilizando datos simulados y se aplica a varios terremotos registrados por fibras oscuras de tres cables de telecomunicaciones en el fondo del mar Mediterráneo. La conversión enfatiza las ondas corporales rápidas en comparación con las ondas dispersadas lentas y el ruido ambiental y es robusta incluso en presencia de ruido correlacionado y variaciones en las direcciones de propagación de las ondas. Se encuentra buena concordancia entre los parámetros de origen determinados utilizando las formas de onda DAS convertidas y los sismómetros en tierra para registros de ondas P y S. La capacidad demostrada para resolver parámetros de origen utilizando ondas P en fibras horizontales en el fondo marino es clave para la implementación de alertas tempranas de terremotos basadas en DAS, lo que mejorará significativamente las capacidades de mitigación de riesgos para terremotos en alta mar, incluidos aquellos capaces de generar tsunamis.