Reference crust-mantle density contrast beneath Antarctica based on the Vening Meinesz-Moritz isostatic inverse problem and CRUST2.0 seismic model

Contraste de la densidad del manto de corteza debajo de la Antártida basado en el problema inverso isostático de Vening Meinesz-Moritz y el modelo sísmico CRUST2.0.

El contraste de densidad de la discontinuidad de Mohorovičić (Moho) debajo de la Antártida fue estimado con base en la solución del problema isostático Vening Meinesz-Moritz y a partir de datos obtenidos con el modelo sísmico de la corteza global (CRUST2.0). La solución se encontró a través de un ajuste al método de mínimos cuadrados  por  el  método  de  elementos.  El  modelo  geopotencial  global  (GOCO02S),  el  modelo  topográfico/batimétrico (DTM2006.0), los datos de espesor del hielo para la Antártida (reunidos por el proyecto BEDMAP) y  el  modelo  sísmico  de  corteza  global  (CRUST2.0)  fueron  utilizados  para  calcular  las  anomalías  gravitatorias  isostáticas. Ya que los datos de CRUST2.0 para las estructuras de la corteza en la Antártida no son exactos (debido a la falta de información sísmica para esta parte del planeta), el contraste de densidad de la Discontinuidad de Mohorovičić fue determinado a partir de un modelo de corteza homogéneo que tiene una densidad constante de 2,670 kg/m³. Los valores estimados del contraste de densidad de la Moho se encontraron entre 160 y 682kg/m³. La distribución espacial del contraste de densidad de la Moho exhibe mayores rasgos en la configuración de la plancha tectónica de la Antártida continental y su alrededor oceánico. El valor máximo encontrado excede los 500 kg/m³ y se ubica en la parte Este continental, con extensión en las Montañas Transantárticas. El contraste de densidad de la Moho (zona de transición entre la corteza y el manto terrestre) en el Oeste de la Antártida osciló entre 400-500 kg/m³, excepto para la máxima local de ~ 550 kg/m³, en el centro de la Península Antártida.

INTRODUCCIÓN

Los conocimientos actuales sobre la estructura litosférica bajo la Antártida son limitados debido a la escasa cobertura espacial de datos sísmicos de alta calidad.  Los estudios sísmicos de Kogan (1972) e Ito e Ikami (1986) se basaron en experimentos sísmicos de fuentes controladas localizadas. Los estudios sísmicos pasivos, basados en terremotos ocurridos principalmente fuera de la placa tectónica antártica (debido a la falta de sismicidad intraplaca dentro de la placa antártica (Okal, 1981), siguen representando la principal fuente de información.  Los estudios basados en el análisis de la velocidad de las ondas superficiales pueden encontrarse en Evison et al., (1960), Kovach y Press (1961), Bentley y Ostenso (1962), Dewart y Toksoz (1965), Adams (1971), Knopoff y Vane (1978), Rouland et al., (1985), Forsyth et al., (1987), Roult et al., (1994) y Bannister et al., (2003). El análisis de la función del receptor sísmico ha sido realizado por Reading (2006), Lawrence et al., (2006) y Winberry y Anandakrishnan (2004).