Tesis doctoral de Javier Fullea Urchulutegui
La modelización detallada de la estructura actual de la litosfera es de gran importancia para comprender la evolución de la tierra en el marco de la tectónica de placas. El objetivo principal de esta tesis es de naturaleza metodológica: el desarrollo de métodos numéricos para determinar la estructura litosférica combinando las ecuaciones geopotenciales, litostáticas y de transporte de calor. El producto final es una herramienta 3d útil para analizar la litosfera integrando de manera consistente el campo térmico, la elevación, el flujo de calor superficial y las anomalías gravimétricas y del geoide. En este sentido, cuatro puntos importantes son: 1) desarrollo de un código numérico para calcular la anomalía de bouguer tanto en zonas marinas como continentales a partir de datos satelitales de anomalía de aire libre públicamente disponibles. 2) desarrollo de un método para determinar una primera aproximación de la estructura litosférica utilizando como datos de partida la elevación y la anomalía del geoide. 3) desarrollo de un código 3d interactivo que permita la modelización directa de la litosfera integrando shf, elevación y las anomalías gravimétricas y del geoide. 4) obtención de una imagen 3d de la geometría litosférica independiente de la tomografía sísmica para mejorar el conocimiento que se tiene de la estructura profunda actual del sistema del arco de gibraltar (gas) y comparar con los diferentes modelos geodinámicos propuestos para explicar su origen. fa2boug es un código escrito en fortran 90 que permite calcular la anomalía de bouguer en tierra y mar (capítulo 3). Está especialmente diseñado para trabajar con datos globales de elevación y anomalía de aire libre, y permite dar un tratamiento específico a los puntos de costa, así como trabajar con dem de distintas resoluciones en tierra y mar. Como ejemplo de aplicación se presenta un mapa de la anomalía de bouguer del gas combinando datos disponibles en tierra y datos satelitales procesados mediante fa2boug. en el capítulo 4 se presenta un método que, combinando la elevación y la anomalía del geoide como datos de partida, permite calcular de forma rápida los grosores corticales y litosféricos en regiones extensas. El método asume isostasia local, estado térmico estacionario, y un gradiente lineal vertical de densidad para la corteza y el manto litosférico. en el capítulo 5 se presenta ge03dmod: un programa que permite la modelización 3d interactiva de la litosfera integrando elevación, anomalías de gravedad y del geoide, y shf. El programa consta de dos módulos: ge03dmod y ge03dmod_intf. Ge03dmod resuelve el problema directo, es decir, a partir de un modelo litosférico dado calcula la distribución 3d de densidades y temperaturas y los observables geofísicos asociados. Ge03dmod_intf es una interfaz gráfica diseñada para visualizar y modificar interactivamente la estructura litosférica de acuerdo con las diferencias entre los observables geofísicos calculados y los medidos. Para comprobar la validez del programa se utilizaron una serie de modelos sintéticos. en el capítulo 6 se aplica ge03dmod al sistema del arco de gibraltar (gas) usando como geometría inicial del moho y el lab un modelo 1d obtenido mediante inversión de elevación y anomalía del geoide (cf. Capítulo 4). Los resultados de la modelización 3d del gas nos indican una estructura litosférica que coincide razonablemente bien con trabajos anteriores basados en experimentos de sísmica, tomografía sísmica regional, otras modelizaciones previas, así como con los observables geofísicos medidos. Todo el atlas parece estar afectado por un adelgazamiento litosférico, si bien este adelgazamiento es más notable al sur en el anti atlas, y al norte en el medio atlas. La rama este del atlas no parece estar significativamente afectada por el adelgazamiento. Tanto la corteza como la litosfera se engruesan bajo el estrecho de gibraltar, las bélicas y el rif, en consonancia con las anomalías de velocidad indicadas por estudios tomográficos. Sin embargo, el engrasamiento litosférico parece continuar hacia el so, abarcando el no del margen marroquí, la cuenca del rharb y el golfo de cádiz, sin una contrapartida aparente en la corteza. Los gradientes más fuertes del lab están presentes al norte, sur y este del engrasamiento litosférico observado bajo el golfo de cádiz, las bélicas y el rif. La topografía irregular del lab sugiere que la contribución litosférica al balance isostático no es despreciable, como confirma el mapa de anomalía isostática residual calculado para el gas. La presencia de adelgazamientos y engrasamientos litosféricos con una orientación similar (so-ne) permite restringir los modelos geodinámicos propuestos. Un modelo de desgarro de slab con roll-back asimétrico podría explicar el engrasamiento litosférico, estando causado el adelgazamiento litosférico por la entrada lateral de un flujo astenosféríco. Un modelo alternativo para explicar el adelgazamiento litosférico sería la presencia de un reservorio magmático proveniente de una antigua y profunda pluma centrada en las islas canarias que llegaría hasta la europa central.
Datos académicos de la tesis doctoral «Development of numerical methods to determine the lithospheric structure combining geoptential, lithostatic and heat transport equations. application to the gibraltar arc system«
- Título de la tesis: Development of numerical methods to determine the lithospheric structure combining geoptential, lithostatic and heat transport equations. application to the gibraltar arc system
- Autor: Javier Fullea Urchulutegui
- Universidad: Barcelona
- Fecha de lectura de la tesis: 25/01/2008
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Manel Fernández Ortiga
- Tribunal
- Presidente del tribunal: josep Gallart musset
- Ana Negredo moreno (vocal)
- jaume Vergés masip (vocal)
- María del carmen Comas minondo (vocal)