Basado en el paper de Der, 1998
La medición de la atenuación sísmica anelástica en la Tierra es una tarea difícil. Las pérdidas anelásticas deben estimarse a partir de cambios en las amplitudes de las ondas sísmicas, después de aplicar correcciones por otros factores conocidos que las afectan.
Los cambios observados en las amplitudes y en el contenido espectral de las ondas sísmicas pueden deberse a numerosas causas además de la atenuación anelástica. Desafortunadamente, la mayoría de estos otros factores son poco conocidos. El problema de las pérdidas por atenuación, como otros problemas en sismología, parece ser más tratable cuando se analizan señales de muy baja frecuencia.
Por ello, muchas de las primeras estimaciones de la estructura de Q de la Tierra derivan de estudios de las oscilaciones libres del planeta y de ondas superficiales que dieron varias vueltas alrededor del globo. Las estimaciones de Q para líneas individuales en el espectro de oscilaciones libres se obtenían a partir de las tasas de decaimiento temporal de las líneas espectrales y de la nitidez de los picos de resonancia.
De bajas a altas frecuencias
Al avanzar hacia frecuencias más altas, se desarrollaron métodos para estimar la estructura promedio de Q a partir de amplitudes espectrales de ondas superficiales de largo período (ANDERSON y ARCHAMBEAU, 1964; ANDERSON et al., 1965).
Los resultados mostraron que la mayor parte de las pérdidas anelásticas ocurren en el manto superior, aproximadamente a la profundidad de la zona de baja velocidad. De estos estudios surgió la imagen de una Tierra con altas pérdidas anelásticas y estructuras de Q independientes de la frecuencia.
No obstante, incluso en estas bajas frecuencias, no se pudo eliminar por completo la influencia de otros factores:
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Heterogeneidades laterales que alteran las amplitudes de las oscilaciones libres por fuga de energía y dispersión.
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Cruce de ondas superficiales por límites estructurales que provoca pérdidas, trayectorias múltiples, conversiones de modo y efectos de enfoque.
Estudios regionales de ondas de cuerpo
Paralelamente, aumentaron los análisis de atenuación de ondas de cuerpo para regiones específicas. Muchos eran cualitativos y con pocas estimaciones numéricas de Q. Se observaban patrones de rutas de ondas P y S con amplitudes altas o bajas, así como cambios visibles en el contenido de frecuencias, interpretándolos como variaciones de Q en el manto y la corteza.
Estos estudios mejoraron notablemente la comprensión de la dinámica interna de la Tierra y la tectónica global. También mostraron que el Q en el manto superior es muy variable:
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Bajo en cuencas de retroarco, dorsales oceánicas y regiones tectónicamente activas (OLIVER y ISACKS, 1967; BARAZANGI et al., 1975).
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Alto bajo corteza oceánica antigua y áreas de escudo.
Avances tecnológicos en los 70
En los años 70, el avance en la computación digital permitió la simulación numérica rutinaria de sismogramas. Esto mejoró la comprensión de sismogramas de largo período y de las interacciones entre fuente y trayectoria.
Sin embargo, las ondas de cuerpo de corto período eran difíciles de modelar por la falta de información estructural detallada y porque sus formas de onda varían mucho a distancias cortas, lo que exige un enfoque teórico basado en propagación por medios aleatorios.
Gradualmente se vio que los modelos de Q independientes de la frecuencia eran inadecuados. Muchos estudios mostraron que los valores de Q en corto período son mucho menores que en largo período (FRASIER y FILSON, 1972; DOUGLAS et al., 1972).
Dependencia de la frecuencia
Investigaciones como las de ARCHAMBEAU et al. (1969) con la red VELA LRSM y estudios posteriores (SIPKIN y JORDAN, 1979; LUNDQUIST y CORMIER, 1980) mostraron que Q depende de la frecuencia. Estudios teóricos (MINSTER y ANDERSON, 1973; MINSTER, 1980; ANDERSON y GIVEN, 1982) respaldaron esta conclusión.
En los años 70 también se estudiaron las variaciones regionales de Q bajo Norteamérica, tanto en largo como en corto período (SOLOMON y TOKSÖZ, 1970; LEE y SOLOMON, 1975, 1979; DER et al., 1975).
Década de 1980: interés militar
En los 80, el Departamento de Defensa de EE. UU. impulsó investigaciones para estimar el rendimiento de explosiones nucleares mediante amplitudes de ondas P. Esto llevó a comparar valores de Q en zonas de pruebas como Nevada y Kazajistán, confirmando grandes variaciones y diferencias globales (DER et al., 1982b).
Periodo de menor actividad (finales de los 80 y 90)
La investigación disminuyó debido al cambio del monitoreo nuclear hacia distancias regionales y a la percepción de que los datos disponibles no eran de suficiente calidad. La dependencia de registros fotográficos de baja resolución y métodos rudimentarios limitaba los avances.
Auge en la era digital
En la última década, las redes digitales de alta calidad, el acceso abierto a datos y la tomografía sísmica han permitido iniciar mapeos tomográficos de Q a altas frecuencias. Se ha visto que muchas zonas de alto Q en el manto superior pueden ser restos de losas subducidas, sugiriendo patrones tridimensionales similares en la estructura de Q del manto (GRAND et al., 1991; VAN DER HILST et al., 1997; WIDIYANTORO y ENGDAHL, 1997; VAN DER LEE y NOLET, 1997).
Este trabajo busca resumir el conocimiento sobre atenuación sísmica de corto período, reconociendo que la literatura es extensa y que muchos estudios relevantes no se citan aquí por brevedad.