Maestría en Ciencias - Geofísica

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Estimación de las discontinuidades de la Zona de Transición del Manto en el noroccidente de Suramérica a partir del análisis de la Función Receptora de onda P
(Universidad Nacional de Colombia, 2022-02) Cubillos Gordillo, Jorge Enrique; Vargas Jimenez, Carlos Alberto
La zona de transición del manto está limitada por dos discontinuidades sísmicas a 410 y 660 kilómetros, _estas son visualizadas en la parte noroccidental de Suramérica mediante el uso de la técnica de función receptora e información sismológica, la cual ha sido registrada durante mas de 20 años por la red sismológica nacional de Colombia. Se observaron variaciones importantes y espacialmente sistemática en las profundidades de las discontinuidades. La profundidad promedio para los límites de la zona de transición del manto son 412±5.3 y 671±5.9 con un espesor promedio es de 258±6.5 km, el cual es cercano al valor promedio global. El bajo coeficiente de correlación de las profundidades indica que la variación de estas profundidades es significativa. El aumento en el espesor de la zona de transición del manto en algunas zonas es causado por la subducción de la placa Nazca y la placa Caribe bajo la placa Suramérica. Por otro lado, el adelgazamiento de la zona de transición del manto bajo la placa Nazca posiblemente se debe a la presencia del ridge de Malpelo. Estas observaciones combinadas con los resultados de investigaciones de tomografías sísmicas pudieron confirmar la interacción entre las placas Nazca y Caribe con el manto superior y la hidratación de la zona de transición del manto.
Identificación de rasgos tectónicos y estructurales del basamento de la cuenca Tumaco a partir de la interpretación de anomalías de campos potenciales
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Martínez Vásquez, Daniela; Hernández Pardo, Orlando
Con el fin de disminuir la incertidumbre relacionada con el basamento de la cuenca Tumaco en la parte sur del Litoral Pacifico de Colombia se realizó la identificación de rasgos tectónicos y estructurales del basamento de la cuenca a partir de la interpretación de anomalías de campos potenciales y su integración con información sismológica y soluciones de mecanismos focales. La inversión estructural en 3D del residual gravimétrico muestra el desarrollo de una cuenca sedimentaria con orientación N33°E que se profundiza hacia el sur, donde alcanza 9.5km de profundidad. El análisis de correlación espectral, índices de favorabilidad local y aplicación de técnicas de realce a 43km2 de datos aerogravimétricos y aeromagnéticos y su integración con la posición de eventos sísmicos y mecanismos focales permitió identificar lineamientos y estructuras en el basamento, donde predomina el fallamiento lateral derecho con orientación N73°E, influenciado por la subducción de la placa de Nazca bajo Suramérica además de un cambio en la orientación de las estructuras al norte de 3.4° de latitud. Diferencias identificadas en la respuesta magnética en el sector de la isla de Gorgona son un indicio del posible límite entre los terrenos Gorgona y Dagua-Piñón, de modo que el modelo tectónico del basamento propuesto en este trabajo comparte ciertas similitudes con el ensamblaje tectónico presentado por Cediel en 2003, pero presenta diferencias en la ubicación del límite entre terrenos (Texto tomado de la fuente).
Detección y localización de tremores tectónicos en la región NW de Suramérica y su relación con sistemas de fallas regionales
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-06) Cubillos Gordillo, Sofia; Prieto Gómez, Germán Andrés; Cubillos Gordillo, Sofia [0000-0002-3690-6491]
El descubrimiento de terremotos de baja frecuencia, en particular los tremores tectónicos, revela la complejidad y diversidad de fuentes sísmicas asociadas con deformaciones activas en diversos entornos tectónicos. A través de un análisis multitemporal de registros continuos provenientes de la red de CARMA (CARibbean Merida Andes Broadband Experiment), un arreglo de 65 estaciones de banda ancha extendidas desde el Mar Caribe en el norte de Colombia y Venezuela hasta el interior del continente que operó entre el 2016 y el 2018, se logró realizar una detección preliminar de uno de los primeros informes de terremotos de baja frecuencia en la región Caribe (Colombia). Esto se alcanza mediante la implementación de la metodología de Chao and Yu (2018) para la búsqueda de tremores detonados por el paso de ondas superficiales de telesismos. Una vez identificados 5 tremores tectónicos generado telesismos con Mw 6+, se procedió a la localización tridimensional de la actividad de tremores mediante la técnica de Back-Projection Imaging (BPI). A través de este método, se estableció una relación en la superficie entre los tremores encontrados y las fallas del Espíritu Santo, la falla de Oca-Ancón, el sistema de falla Perijá-La Tigra y el Guaicáramo thrust. Su presencia se asocia a un límite frágil-dúctil en la corteza dentro de nuestro margen estructural. Los resultados permiten avanzar en la investigación de tremores ambientales, con el objetivo de entender y caracterizar el estado de los esfuerzos en la interacción entre las placas Caribe y Suramérica. (Texto tomado de la fuente)
Identificación y caracterización de fases T en el territorio colombiano a partir de sismos marinos localizados en el océano Pacífico
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Velasco Bonilla, Sergio Alejandro; Prieto Gómez, Germán Andrés
Las fases T son ondas acústicas originadas por la propagación de energía sísmica desde el lecho marino hacia la columna de agua. Estas ondas, al viajar a través del SOFAR channel y colisionar con el talud continental, tienen la capacidad de generar fases Tp y Ts. Este tipo de ondas han sido estudiadas desde la década de 1930 y son muy utilizadas para caracterizar la estructura cortical, localizar fuentes sismogénicas y para mejorar los sistemas de alerta temprana de tsunamis en zonas con poca actividad sísmica. Debido a todas sus posibles aplicaciones y su limitado conocimiento en Suramérica, este proyecto se enfoca en identificar las fases T en la costa pacífica de Colombia, determinando sus propiedades físicas, mecanismos de generación y punto de localización a partir de sismos generados en la Zona de Cizalla de Panamá, registrados en la Red Sismológica Nacional de Colombia (RSNC). Se construyó un catálogo sísmico con eventos marinos originados en la cuenca de Panamá, se procesaron las señales y se calcularon los tiempos de viaje teóricos de las fases Tp y Ts. La metodología Back Projection se aplicó para localizar el punto de generación en el continente. Además, se calcularon espectrogramas con la Transformada de Fourier (STFT) para analizar los contenidos de frecuencias de los eventos y evaluar su relación con las características físicas del talud continental y las propiedades de las fuentes sísmicas (magnitud, localización y distancia de estaciones). Se identificó la generación de fases T en las estaciones de la RSNC, y mediante Back Projection se observó que el punto de generación de las fases Tp y Ts no está vinculado a un punto específico de la costa, sino que depende de la localización del sismo generador en la cuenca de Panamá. Finalmente, se observó que el contenido de frecuencias de los registros está relacionado con las características topográficas del talud continental. (Texto tomado de la fuente)
Identificación mediante atenuación sísmica de zonas de lubricación de fallas geológicas asociadas a la migración de fluidos: caso ejemplo Valle Medio del Magdalena
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-04-08) Castelblanco Ossa, Carlos Arturo; Vargas Jiménez, Carlos Alberto; https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001686987
El Valle Medio del Magdalena (VMM) es una cuenca sedimentaria, con un complejo contexto tectónico e historia geológica, que ha producido una intensa deformación y fracturamiento. Se presentan diversas fallas en la región que podrían presentar actividad actual promovida por fluidos que pueden migrar a través del subsuelo, desde fuentes naturales y antrópicas. La atenuación sísmica en la región podría mostrar anomalías por heterogeneidades y fluidos en el subsuelo en interacción con las fallas. Se realizaron cálculos de atenuación sísmica intrínseca, dispersiva y total, con 1653 eventos sísmicos entre 2016 y 2022 para un área seleccionada. Se evidencia un dominio de la atenuación sísmica intrínseca sobre la dispersiva. La distribución de los valores es presentada en mapas para diferentes años. Adicionalmente, se realizó un modelamiento en el perfil geológico de la línea sísmica Trasandina ANH-TR-2006-4A, para integrarse con los resultados de atenuación sísmica. Los patrones de atenuación sísmica encontrados fueron interpretados y relacionados con datos de fuentes de fluidos como inyecciones de agua para recobro mejorado, precipitaciones y caudales de ríos, para identificar una posible migración de fluidos y lubricación de fallas. La Serranía de San Lucas evidencia una atenuación sísmica intrínseca que sugiere una fuerte infiltración de fluidos con el control de la Falla de Cimitarra. Se propone que la atenuación sísmica observada tiene su mayor relación con la precipitación, que se evidencia con un retraso de tiempo con respecto a ella. (Texto tomado de la fuente).
Modelamiento de la cuenca Átrato a partir de la interpretación de anomalías de campos potenciales
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-01) Giraldo Alzate, Leidy Johanna; Hernández Pardo, Orlando
La cuenca Choco corresponde a una cuenca onshore forearc, localizada en el margen convergente de la placa Nazca y bloque Norandino, sobre el margen pacifico colombiano; de esta cuenca se distinguen dos subcuencas: Atrato y San Juan. Estas cuencas están orientadas con rumbo Norte-Sur, separadas por el alto estructural Istmina-Condoto, el cual tiene un gran impacto tectónico y estructural diferente en cada subcuenca (Bedoya & Cediel 2009). El principal objetivo de este trabajo es realizar un modelamiento estructural de la cuenca Átrato, a partir de la interpretación de anomalías de campos potenciales, con el fin de inferir la estructura del basamento. Debido a que esta cuenca presenta una evolución contemporánea con la cuenca San Juan, aunque estilos estructurales diferentes, es necesario realizar estudios y análisis geofísicos en cada una de ellas, con el fin de llegar a conclusiones contundentes que validen esta hipótesis. En este trabajo se llevó a cabo una investigación enfocada al modelamiento de cuerpos responsables de las anomalías de campos potenciales, basado en los resultados de un estudio reciente de aerogravimetría y aeromagnetometría en el litoral pacifico, realizado por Carson en el año 2006. Posteriormente esta información se integró y proceso con el fin de generar modelos directos e inversos basados en un control geológico, a través del uso de programas de cómputo especializado. A partir de estos resultados se evaluó la geometría del basamento y espesor de la secuencia sedimentaria de la cuenca, haciendo énfasis en los posibles depocentros con mayor espesor de sedimentos propicios para la acumulación de hidrocarburos, con lo cual se logró inferir que la cuenca Atrato, es una cuenca sedimentaria irregular con geometría alargada en dirección Noroeste-Sureste, que tiende a ser más angosta y estrecha hacia el sur, con presencia de tres depocentros, limitados por altos gravimétricos, de rocas del basamento de carácter oceánico . En el sector Norte se deduce un depocentro con una secuencia sedimentaria con mayor espesor a los esperados en los depocentros presentes el sector Sur de la cuenca, cuyo basamento se encuentra localizado a una mayor profundidad (10 kilómetros); que en los otros dos depocentros cuya profundidad del basamento oscila entre 6 & 8 kilómetros, por lo anterior se deduce que el basamento cristalino tiende a somerizarse hacia la parte sur de la cuenca en mención y que en el sector norte existe un mayor espacio de acomodación de sedimentos. Finalmente, los modelos geofísicos 2D obtenidos fueron restringidos a través de la integración de datos de campos potenciales, con datos de sísmica de reflexión y validados a través de la inversión gravimétrica implementando el algoritmo GCH_Gravinv. (Texto tomado de la fuente)
Modelado del campo térmico litosférico por el método de diferencias finitas conservativas aplicado en el área de la Cordillera Oriental, Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2022) Buitrago Segura, Harold Steven; Vargas Jimenez, Carlos Alberto; Neumann, Florian; Buitrago Segura, Harold Steven; Buitrago, Harold [0000-0002-0592-0370]; Cenit; Contreras, Juan
En esta tesis se discretizó la ecuación de conducción-advección por el método de diferencias finitas conservativas y se escribió un código en Matlab que resuelve el campo de temperatura de la litosfera en 2D. Este código se validó comparando sus resultados con soluciones analíticas de algunos escenarios tectónicos sencillos en 1D y 2D reportadas en la literatura. La soluciones numéricas obtenidas concuerdan con las analíticas mostrando que se alcanzan diferencias menores a 1°C siempre que la discretización sea densa (>5000 nodos verticales). Los mejores resultados se obtienen en los casos en que no existen fuentes o sumideros de calor en el espacio modelado. Posteriormente, el código se empleó para resolver el campo térmico litosférico en la Cordillera Oriental de Colombia. Para constreñir las soluciones numéricas se utilizó la base de datos de gradiente geotérmico LogDB y algunas estimaciones de flujo de calor realizadas en la cuenca de Llanos Orientales. Los valores de parámetros materiales como la conductividad térmica, calor especifico, producción de calor radiogénico, etc., fueron tomados de la literatura para las rocas que afloran en el área e inferidos para la corteza y manto superior. Las condiciones de frontera que ajustan mejor a los datos en superficie sugieren la ocurrencia de un basamento enriquecido en elementos radiactivos que sería una fuente importante de calor (1.6 – 3 μWm-3) al este del sistema de fallas de Guaicaramo en donde se han documentado sistemas geotérmicos activos. El flujo de calor astenosferico modelado oscila entre 15-25 mWm-2 excepto sobre la Cordillera Oriental al norte del desgarre de Caldas en donde el flujo necesario para elevar el límite litosfera-astenosfera hasta 70-80 km requiere de un flujo astenosferico adicional de 15-20 mWm-2 (30-45 mWm-2 total). El flujo de calor adicional podría deberse a advección por flujo mantélico no contemplado en la simulación o a la ocurrencia de procesos como el calentamiento viscoso causado por cizalla (viscous heating). (Texto tomado de la fuente)
Monitoreo de la actividad sísmica del territorio colombiano usando aprendizaje profundo
(Universidad Nacional de Colombia, 2022) Castillo Taborda, Emmanuel David; Prieto Gómez, Germán Andrés; Castillo, Emmanuel [0001730420]; Servicio Geológico Colombiano; Levander, Alan; Castillo, Emmanuel; Castillo, Emmanuel [0000-0002-9799-9775]; Siervo Plata, Daniel David; Castillo, Emmanuel [https://www.researchgate.net/profile/Emmanuel_Castillo4]
Las redes sismológicas, ya sean mundiales, regionales o locales, tienen como objetivo vigilar la actividad sísmica. Esto implica la detección de eventos sísmicos y la determinación de su localización (latitud, longitud, profundidad y tiempo de origen) con un nivel aceptable de incertidumbre. Aplicamos estos pasos en tres redes sísmicas de forma automática. Una red sísmica regional (Red Sismológica Colombiana-CM, separación entre estaciones ~ 100 km), y dos redes locales y temporales (separación entre estaciones ~ 10-30 km) en el norte de Suramérica: Las redes sísmicas locales del Valle Medio de Magdalena (VMM) y de los Andes del Caribe-Mérida (YU). Para ello, es necesario procesar los datos continuos de múltiples estaciones para detectar y picar las fases sísmicas (normalmente ondas de cuerpo). En muchas redes, este proceso lo lleva a cabo un analista que, examinando visualmente las trazas, determina el tiempo de llegada de cada onda a una estación. Sin embargo, en redes sísmicas densas o en despliegues temporales, esta tarea puede ser muy laboriosa y requerir varios analistas. Para detectar y picar las fases sísmicas automáticamente de la red CM, utilizamos dos modelos de Deep Learning pre-entrenados: EQTransformer y PhaseNet. Derivamos algunas estadísticas para comparar el rendimiento tanto en fiabilidad como en compatibilidad con el algoritmo de asociación y localización Scanloc. Basándonos en lo anterior, utilizamos solo EQTransformer para las dos redes locales. El catálogo CM generado por los picks de PhaseNet y EQTransformer se comparó con el catálogo manual. Ambos catálogos son suficientemente confiables para mostrar una distribución similar de la sismicidad intermedia y somera del territorio colombiano. Las redes locales muestran un patrón más detallado de la localización de la sismicidad. Por último, fusionamos los catálogos en uno solo catálogo sísmico automático y usamos algunos cortes para identificar estructuras tectónicas regionales y resaltar fallas regionales. Los resultados muestran que esta implementación es lo suficientemente fiable como para generar catálogos sísmicos automáticos con la calidad adecuada en términos de errores de localización de eventos y es capaz de definir las principales estructuras tectónicas. Mejor aún, puede mejorar los tiempos de procesamiento de terremotos y complementar los catálogos manuales gracias a su buen rendimiento para terremotos pequeños y réplicas. (Texto tomado de la fuente)
Caracterización de propiedades petrofísicas mediante inversión sísmica geoestadística en la formación carbonera, Cuenca Llanos, Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2022-03-08) Fonseca Salas, Crispin; Ochoa Gutierrez, Luis Hernan; Salinas Garnica, Trino
Se evalúa de manera sistemática el poder de predicción de las propiedades petrofísicas por medio de inversión elástica geoestadística para conocer la disposición espacial de la calidad de reservorio en el subsuelo, esta técnica ha sido implementada en un área de la Cuenca Llanos, Colombia, donde existe la necesidad de lograr una menor incertidumbre en la caracterización de la Formación Carbonera. Para este propósito se contó con datos de calidad aceptable y entre los que se tienen 250 Km2 de datos de sísmica 3D y 117 pozos verticales con registros de porosidad efectiva, gamma ray y facies, de los cuales 17 cuentan con registros de Densidad y Velocidad tanto de onda P como S. La correlación estadística con respecto a los registros de pozos es mayor respecto a la correlación obtenida al usar geoestadística o inversión sísmica separadamente; La inversión elástica geoestadística combina ambas técnicas construyendo múltiples modelos de probabilidad conjunta por medio de inferencia bayesiana dando hasta cinco veces más resolución vertical a la que se obtiene por inversión elástica determinística, se pudo extraer los principales geocuerpos de reservorio, asi como entender porque el C7 es el intervalo estratigráfico con las mejores propiedades petrofísicas, sus areniscas poseen mayor amalgamamiento lateral y apilamiento vertical asi como una mayor proporción de areniscas con porosidades efectivas mayores al 25%, mientras que en las areniscas de los intervalos C5, C3 y C1 estas características se ven disminuidas y donde el crudo pesado entre 8 y 12 grados API presente en el área no pudo entramparse. (Texto tomado de la fuente)
Cálculo de volúmenes de parámetros elásticos por medio de IEE y deep learning para caracterizar yacimientos
(Universidad Nacional de Colombia, 2021) Sotelo Sarmiento, Victor Alfonso; Montes Vides, Luis Alfredo
El conocimiento del subsuelo es fundamental en la exploración y el desarrollo de yacimientos de hidrocarburos, dentro de múltiples técnicas de inversión sísmica hemos escogido utilizar para este trabajo la Impedancia Elástica Extendida (IEE) con el fin de evaluar propiedades de roca mediante asociación a un rango de ángulos extendido, que físicamente no es posible registrar, y adicionalmente usar tres técnicas de inteligencia artificial con el fin de encontrar las tendencias no lineales que nos permitirán comparar los resultados y eventualmente mejorar las predicciones. Aplicamos la propiedad de IEE para modelar 4 propiedades de roca, el gamma ray, la porosidad, lambda rho y mu rho para el miembro 2nd Wall Creek de la Formación Frontier (Campo Teapot Dome, Wyoming U. S.). En este proceso la relación entre la IEE y cada una de las propiedades se determina de manera lineal, dando lugar a un considerable grado de incertidumbre, principalmente en la predicción del gamma ray y la porosidad, debido a la alta dispersión de los datos. Con el objetivo de buscar una mejor predicción de las mismas 4 propiedades y poder comparar los resultados por distintos métodos, incorporamos de manera independiente 3 técnicas de machine y deep learning, Multi Linear Regression (MLR), Probabilistic Neural Network (PNN) y Deep Feed-forward Neural Network (DFNN). Destacando como resultado que las propiedades modeladas con los algoritmos MLR y DFNN fueron las que mayor definición del yacimiento permitieron en cuanto al coeficiente de correlación en la etapa de validación. Este trabajo fue desarrollado con información del campo Teapot Dome, como caso de estudio, específicamente sobre el miembro Second Wall Creek de la Formación Frontier del cretácico superior, uno de los yacimientos principales, descrito como areniscas fluvio deltaicas. La predicción de las propiedades de yacimiento nos permitió interpretar diferentes cuerpos como zonas óptimas, basados en la distribución de los valores más favorables, tales como porosidad alta, gamma ray bajo, lambda rho bajo y mu rho alto, estas formas se interpretan como complejos de canales distributarios y lóbulos propios de ambientes de frente de playa y deltaicos, sometidos a la acción de mareas, características que se ajustan a la evolución geológica de la cuenca en el área estudiada. El campo cuenta con alrededor de 1.300 pozos (de los cuales preseleccionamos 25) y 72 Km2 de sísmica 3D en versiones pre stack y post stack de buena calidad. Entre las bondades del conjunto de datos están la disponibilidad de un buen número de pozos que nos permitió análisis más robustos y una adecuada evaluación de resultados, tanto para el método de IEE como también en el campo del aprendizaje de máquina, por esta razón resultó conveniente contar con información de un campo de producción, tal como Teapot Dome, cuyos datos son de acceso libre con el objeto de promover la investigación científica. Sus promotores son Rocky Mountain Oilfield Testing Center RMOTC y el U.S. Department of Energy. (Texto tomado de la fuente)
Migración reversa en el tiempo para medios acústicos y visco acústicos, por métodos pseudo espectrales de la ecuación de onda y la ecuación de onda fraccional en dos dimensiones
(Universidad Nacional de Colombia, 2021-12-08) Sánchez Vásquez, José Leonardo; Montes Vides, Luis Alfredo
La Migración RTM o migración reversa en el tiempo es un método en el cual, se utiliza la ecuación de onda completa y no aproximaciones. En esta tesis se desarrolla un enfoque matemático unificado y se implementan los algoritmos numéricos para el correcto entendimiento del método pseudo espectral de Fourier generalizado, la simulación de fuentes y receptores para la onda acústica y visco acústica, la correcta implementación de la condición de imagen o “imaging”, además se implementan las fronteras absorbentes ABC hibrido, PML y NPML, donde la primera trabaja con una aproximación paraxial de la onda acústica y las dos siguientes con un “estreching” de las coordenadas. En el proceso de la migración RTM se utilizan dos condiciones de “imagin”, aplicándose a varios modelos sintéticos la migración, tanto para la onda acústica como visco acústico. Lo anterior permite contar con una herramienta de uso libre para migración RTM, dado que las herramientas comerciales son de costo elevado lo que dificulta el acceso a estudiantes de geociencias. (Texto tomado de la fuente).
Análisis espectral de la distribución temporal y espacial de los ciclos de Milankovitch en registros de δ18O del fondo oceánico en los últimos 5 millones de años
(Universidad Nacional de Colombia, 2021-11-17) Franco Cañón, Daniel Felipe; Prieto Gómez, German Andres
La influencia que los movimientos orbitales de la tierra (ciclos de Milankovitch) tienen sobre el clima terrestre es actualmente un importante tema de debate. En el presente trabajo se propone y utiliza una nueva metodología para cuantificar la influencia que la insolación tiene sobre el δO-18 béntico en 51 registros provenientes de diferentes regiones del mundo. Adicionalmente, se estudia el contenido de energía espectral de cada registro, así como la relación con su posición y el rango de tiempo abarcado. Estos análisis se llevaron a cabo mediante la construcción y el procesamiento de espectros de potencia, coherencia y desfase; utilizando el método de estimación espectral multitaper con ventanas tipo Slepian. Se estimó que, en promedio, un 38.3% de las variaciones del δO-18 tienen una relación de causalidad con la insolación. Se halló que dicha influencia orbital no tiene una relación significativa con la posición geográfica del registro, pero si tiene una dependencia temporal importante. El análisis de coherencia entre los 51 registros de δO-18 mostró que estos son particularmente coherentes para las frecuencias asociadas a los ciclos orbitales, lo cual es una evidencia de que el clima terrestre si se ve influenciado por los ciclos orbitales. El análisis a través del tiempo del contenido de frecuencias del δO-18 reveló que hace aproximadamente 3 Ma se dio un importante aumento en la energía espectral contenida en la frecuencia de oblicuidad. Se propone el nombre de “Revolución del Plioceno Tardío” (RPT) para este cambio súbito en el contenido frecuencial del δO-18. Se evidencio la presencia de energía en el armónico con periodo de 100.000 años desde antes de la Revolución del Pleistoceno Medio (RPM), así como en los armónicos con periodos de 29.000 y 55.000 años. Tambien, se evidencio que tanto la RPT como la RPM se dieron en simultaneo con aumentos sostenidos del δO-18, lo cual sugiere fuertemente que existe una relación entre la ocurrencia de enfriamientos globales sostenidos y de cambios en la dinámica climática del planeta.
Mecanismos geofísicos de formación de diaclasas columnares en rocas volcánicas: casos de estudio en Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2021-09) Calderon Galindo, Camilo Ernesto; Sanchez Aguilar, John Jairo
La formación de patrones es una propiedad natural de los sistemas dinámicos no lineales, estos sistemas tienden a autoorganizarse en patrones espacio-temporales, cuyo estudio puede darnos una idea de la física subyacente. Las juntas columnares son uno de los ejemplos más fascinantes de patrones en la naturaleza. En todo el mundo existen innumerables ejemplos de macizos rocosos y depósitos con juntas organizadas en columnas y polígonos. Esta tesis presenta observaciones, tanto cualitativas como cuantitativas, de trece afloramientos de lavas con disyunción columnar en Colombia. La configuración de las articulaciones en estos macizos rocosos permitió identificar facies de columnatas y entablamentos, y al describir las características morfológicas que presentan las columnas, Se pudo inferir que el mecanismo de enfriamiento predominante en la formación de las columnas corresponde al enfriamiento asistido por fisuras. A partir de mediciones directas en campo y con procesamiento computacional de fotografías, se calcularon las variaciones relativas de los parámetros geométricos: longitud lateral, área promedio y ángulo interno; para establecer las relaciones entre el grado de regularidad o desorden, y la falta de homogeneidad de los tamaños, y se relacionaron con el grado de madurez de evolución de los patrones. Se estableció que la relación entre el tamaño medio de la racha y la longitud media de los lados de las columnas para los datos en los afloramientos en Colombia está entre el 5% y el 20%, lo que concuerda con los resultados de estudios previos y de experimentos y modelos controlados análogos en mezclas de almidón. Se encontró que los números de Péclet para los datos están en el rango 0.28-0.41. Para las facies de columnatas, la composición química total de la roca (contenido de SiO 2) muestra una correlación positiva con la longitud lateral de las columnas. (Texto tomado de la fuente).
Obtención de imágenes RTM (Reverse Time Migration) con recuperación de amplitudes en zonas estructuralmente complejas
(Universidad Nacional de Colombia, 2019-03-30) Espinel Rey, Laura; Montes Vides, Luis Alfredo
Este trabajo presenta el desarrollo, implementación, y uso del algoritmo de migración reversa en tiempo (RTM - Reverse Time Migration) con verdadera amplitud. La complejidad geológica de algunos lugares suele resultar en imágenes sísmicas en profundidad con muchas limitaciones, es decir, poca iluminación para reflectores más profundos. El objetivo principal de esta investigación ́ es obtener una imagen sísmica con reflectores mejor posicionados y definidos, mediante la implementación del algoritmo de migración en datos sísmicos sintéticos y reales. La implementación de este algoritmo está dividida en cuatro códigos así: propagador, retropropagado, separación de campos y la condición de imagen. El primer capítulo de este trabajo describe los antecedentes y funcionamiento clásico del método de migración RTM y la teoría de amplitud verdadera. El segundo capítulo discute la aplicación y metodología de la técnica para la construcción de una imagen sísmica en profundidad. La formulación desarrollada para este trabajo es de tipo acústica en dos dimensiones, considerando fronteras absorbentes ABC híbrido, en los bordes laterales e inferior del dominio de cómputo. El tercer capítulo muestra los modelos creados con sus respectivas imágenes sísmicas migradas, y tambíen presenta el flujo de procesamiento de los datos reales, los datos reales, la imagen apilada y la imagen migrada final que presenta las bondades del algoritmo RTM con verdadera amplitud frente a una imagen obtenida con un algoritmo de migración clásico. (Texto tomado de la fuente).
Modelo de predicción de Viscosidad a partir del registro de Resonancia magnética Nuclear usando Machine Learning
(Universidad Nacional de Colombia, 2020-02-14) Guerrero Benavides, Christian David; Ochoa Gutierrez, Luis Hernan; Cundar Paredes, Cristiam David
La viscosidad es una propiedad física importante para la simulación del flujo en el medio poroso, producción, transporte y refinación de hidrocarburos. La medición directa de la viscosidad es obtenida mediante pruebas de laboratorio a una muestra de crudo de fondo de pozo. Estas muestras son difíciles de adquirir y las pruebas toman tiempo en realizarse. Por ello, existen diferentes técnicas para estimar la viscosidad, una de ellas mediante la relación empírica con el registro de Resonancia Magnética Nuclear. Este trabajo presenta una metodología para el desarrollo de un modelo predictivo de viscosidad representativo, de acuerdo con las condiciones del yacimiento a partir de mediciones de laboratorio y registros de pozo usando el aprendizaje de máquina. (Texto tomado de la fuente)
Estimación de presión de poro a partir de velocidades sísmicas en la Cuenca del Valle Medio del Magdalena
(Universidad Nacional de Colombia, 2021-09-03) Rivera Manrique, Melina Andrea; Montes Vides, Luis Alfredo
Sometimes, sedimentary formations are over-pressured, so its prediction before drilling helps prevent accidents and over costs. The pore pressure prediction methods base on sonic and resistivity logs measured along with shale intervals and extrapolate them to deeper formations. The results interpolated to points in the borehole vicinity create uncertainty in units with appreciable lateral variations. The theoretical model of pore pressure relates to the mechanism causing the abnormal pressure generation. Wellbore instability observed during well-drilling characterizes the Magdalena Middle Valley Basin - Colombia. The overpressures generated in the basin probably result from sub-compaction, expansion of reservoir fluids, and tectonism. On the other hand, it is crucial to predict overpressure in shale intervals and in calcareous formations, such as limestones and carbonates present in The La Luna Formation, where conventional methods applicable to shale and clay units are not reliable. This paper proposes to estimate overpressure based on acoustic impedance provided by pre-stack seismic inversión, which uses well-logs solely to check the certainty in the prediction. The supplied results compared with those offered by Eaton’s and Bower`s approaches are promising, considering the calcareous formations of interest.
Análisis neotectónico en la cuenca Guajira offshore sector Tayrona a partir de información sísmica
(Universidad Nacional de Colombia, 2020) Rodríguez Moreno, Oscar Hernando; Vargas Jiménez, Carlos Alberto
Neotectonics activity is revealed by taking advantage on 3D marine seismic data in depth acquired in the Guajira Offshore basin, Tayrona area in the Colombian Caribbean Sea. The existence of vertical migration structures is confirmed through gas chimneys and mud volcanoes interpretation using neural nets methods. With a previous seismic data conditioning and later image enhancing, similarity seismic attribute allows a reliably identification and characterization of the neotectonic faults that affect the shallowest sedimentary sequence. According to size, some fault planes are modeled as the seismogenic sources into the probabilistic seismic hazard assessment (PSHA) conducted as part of the neotectonics analysis. This evaluation is executed in terms of the design seismic motion for the horizontal components of the effective peak ground acceleration (PGA) and pseudo-absolute acceleration response spectra (PSA) on periods of engineering interest (0,01 – 10 s). An integrated seismic catalog is built and used to obtain the seismicity on an area-type volumetric fault that involves the Guajira Offshore basin for first 5 km in depth, representing the rheology properties that generate the seismic activity of the interpreted sediments interval. The ground motion prediction models (GMPM) are chosen according to the magnitude and distance valid ranges and the events contained in the strong motion databases used to build them. Several PSHA are computed using each selected GMPM; the Campbell and Bozorgnia (2014) NGA-West2 model is suggested to be adopted given that the basin response can be modeled directly from the seismic data and where the predictions uncertainty is not magnitude depending. The calculated PGA values reach 0,56 g, accelerations greater than those estimated by previous seismic hazard zoning studies performed for Colombia where at most in La Guajira Peninsula they are 0,15 g. These differences are mainly due to the used GMPM, the considered sources and the how the included sources and the implemented shallow site response are modeled. The obtained results can be considered as a baseline to define the earthquake resistance conditions under which the infrastructure destined to hydrocarbon exploration and exploitation and renewable energies generation must be developed.
Continuous monitoring of a civil structure: Crisanto Luque Building case, in Bogota, Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2021-02) Jaimes Villarreal, Vanessa Nathalia; Prieto Gómez, Germán Andrés
El monitoreo continuo del estado de cualquier estructura es actualmente un tema de investigación y desarrollo. En geofísica es común el uso del estudio que, por sus siglas en inglés, recibe el nombre de Seismic Structural Health Monitoring (S2HM), el cual evalúa de manera continua estructuras civiles para estimar su seguridad y hacer recomendaciones de mejora a través del análisis de datos y modelos matemáticos. Por primera vez en Colombia, se ha desplegado una red de monitoreo permanente y continuo, con propósitos académicos, en un edificio de 14 pisos en el centro de Bogotá. Se instalaron 6 acelerómetros ETNA-2 de tres componentes, los cuales iniciaron el registro de datos en junio de 2019, permitiendo usar diferentes grupos de datos para este estudio. Inicialmente, 25 días de datos continuos registrados basados en vibraciones ambientales, fueron analizados para comprender la respuesta del edificio. Se realizó un análisis espectral preliminar que permitió identificar un modo muy claro a 1,25 Hz, para el componente longitudinal (X) de los acelerómetros. Otros modos de vibración en frecuencias más alta también se notaron alrededor de 1.5 - 2.5 Hz y 3.5 - 4 Hz, incluso por encima de 5 Hz, particularmente visto en los pisos superiores; esta información permitió seleccionar diferentes bandas de frecuencia de 0.5 - 2 Hz, 2 - 5 Hz, 6 - 10 Hz y 0.5 - 10 Hz para un análisis más detallado. Siguiendo el enfoque de Interferometría Sísmica basada en deconvolución propuesto por Prieto, y otros, 2010, para una campaña de monitoreo de 225 días (3 de julio de 2019 a 14 de febrero de 2020), las funciones de respuesta al impulso (IRF) fueron estimadas a partir de 2 fuentes diferentes de datos: 49 terremotos registrados (IRF basados en terremotos) y 225 días de datos registrados continuamente (IRF basados en vibración ambiental), ambos conjuntos de datos fueron utilizados como datos de entrada en las mediciones de variación de velocidad, utilizando la técnica de estiramiento. Un notable terremoto de Magnitud 6 ocurrió el 24 de diciembre de 2019 en Mesetas, Meta, produciendo un cambio significativo en la respuesta del edificio, notado en ambos conjuntos de datos (basados en vibraciones ambientales y basados en terremotos), para el componente longitudinal de los sensores.
Modelo de isotermas del complejo volcánico de Paipa, Boyacá, a partir de la interpretación de anomalías registradas con métodos geofísicos activos y pasivos
(2020) Salamanca Guerrero, Anwar Fernando; Hernandez Pardo, Orlando
The region associated to the volcanic complex of Paipa, located in Boyacá Colombia, is a part of an extension of anomalies and geothermal manifestations from crustal dynamism following a sequence of geological faults present, which allow the emanation of fluids with high temperatures. In order to determine a model of isotherms, based on the interpretation and modeling of the information available, and previously acquired by different researchers regarding active and passive geophysical methods, a volume of data that includes different surveys are collected and reprocessed, gravimetry, magnetometry and magnetotelluric. The processes mentioned as an initial step to carry out direct and inverse modelling in each of its components, defining a series of profiles throughout the research area. Subsequently, deconvolutive methods are applied based on mathematical and logical algorithms that allow identifying the subsoil response with respect to the anomalies of interest; in this way, identifying the possible focal points of hydrothermal emanation, which will later be a starting point for correlations with respect to the resistive responses obtained mainly with the modelling in one and two dimensions, applying Occam-Bostick's inversion processes of the magnetotelluric information. This work establish an isothermal model from the processing of results obtained during the different stages developed and the integration of neural networks, in the same way identify the heat flow related to the area.
Geometría de subducción de la placa de Nazca bajo el noroeste de Suramérica, a partir del análisis de microsismicidad reciente
(2020) Fandiño Bohórquez, Jonnathan Hadier; Dimaté Castellanos, María Cristina
The subduction geometry of the Nazca plate beneath the northern termination of the Andes is complex, particularly under the Choco basin. Based on the spatial distribution of hypocenters and the interpretation of focal mechanisms, we sought to refine the geometry and kinematic model of the subducting lithosphere. For this purpose, we relocated nearly 480 seismic events reported by Colombian National Seismic Network from 1996 to 2016 at depths of 0 - 180 km with local magnitudes between 3.0 and 6.5 using absolute and relative location techniques. Our results showed an apparently continuous Nazca plate along the Colombia-Ecuador trench, which subducts under the South American plate with a slight increase in the subduction dip angle in a north-south direction, and rate seismicity variations. These variations may be explained by the presence of the extinct spreading center CNS-2 and a heterogeneous bathymetric morphology, which would modify the hydration and dehydration volume of the oceanic crust of the eastern Panama basin.

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