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Firma característica de una caverna generada por una explosión nuclear subterránea en datos de exploración sísmica 2D
Characteristic signature of a cavern generated by an underground nuclear explosion in 2D seismic exploration data
STEPHANY ORTIZ AGUILAR
JONAS DE DIOS DE BASABE DELGADO
Acceso Abierto
Atribución
OSI, CTBT, caverna, simulación de propagación de ondas elásticas, método de elementos espectrales, trazas sísmicas
cavern, elastic wave propagation simulation, spectral element method, seismic traces.
Las inspecciones in situ (OSI) constituyen uno de los pilares del régimen de verificación del Tratado de Prohibición Completa de Ensayos Nucleares (CTBT por sus siglas en inglés). El objetivo de las OSI es verificar si alguna prueba nuclear se ha llevado a cabo en un sitio, identificando por medio de algún estudio geofísico la presencia de una caverna, pozo o dispositivo que indique que el tratado ha sido violado. El estado del arte, al momento de la redacción de esta tesis, no reporta información de datos sísmicos, simulados o reales, en los que se estudie el comportamiento de cavernas generadas por explosiones nucleares. Por tanto, la investigación realizada en simulación de propagación de ondas aporta una metodología para identificar, localizar y reconocer este tipo de estructuras en datos sísmicos. En este trabajo se presentan los resultados de la simulación de propagación de ondas elásticas, en el dominio del tiempo, en un medio bidimensional con una caverna generada por una explosión nuclear subterránea. La ecuación de onda se resuelve con el método de elementos espectrales, usando polinomios de orden 4 y elementos cuadrilateros. Se proponen y resuelven modelos de complejidad incremental, para tamaños de cavidades de 1 kilotón (kt), 10 kt, 20 kt, 100 kt y 600 kt, que ayudan a determinar el efecto de la estructura final en los datos sísmicos. El método de elementos espectrales resuelve satisfactoriamente el problema de la caverna. Como resultado de las simulaciones, se obtienen trazas en las que se observa el efecto de las estructuras: a) las cavidades se comportan como puntos o cuerpos difractores, dependiendo de su tamaño, mientras que b) las cavernas, que son estructuras más complejas, se comportan como dos cuerpos difractores concéntricos.
On Site Inspections are an essential component of the verification regime of The Comprehensive Nuclear-Test-Ban-Treaty (CTBT). The purpose of the OSI is to verify if some nuclear test has been carried out, identifying with a Geophysical technique the presence of a cavern, hole or some device that indicates the violation of the treaty. The state of the art, at the moment of writing this thesis, does not report seismic data, simulated or real, in which the behavior of a cavern created by an underground nuclear explosion can be observed. The research in wave propagation simulation offers a methodology to identify, locate and recognize these structures in seismic data. In the present work, we present the results of elastic wave propagation simulation, in time domain, in a bidimensional media with a cavern caused by an underground nuclear explosion. The wave equation is solved with spectral element method, employing polynomials of order 4 and quadrilateral elements. We propose and solve models of incremental complexity, for caverns of sizes of 1 kiloton (kt), 10 kt, 20 kt, 100 kt and 600 kt, that help to establish the effect of the final structure in seismic data. The spectral element method solves the problem of a cavern satisfactorily. As result of the simulations, we obtain seismic traces in which we can observe the effect of the structures: a) the cavities behave like points or diffractor bodies, depending on their sizes; b) the caverns, which are more complex structures, behave like two concentric diffractor bodies.
CICESE
2018
Tesis de maestría
Español
Ortiz Aguilar, S. 2018. Firma característica de una caverna generada por una explosión nuclear subterránea en datos de exploración sísmica 2D. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 63 pp.
SISMOLOGÍA Y PROSPECCIÓN SÍSMICA
Aparece en las colecciones: Tesis - Ciencias de la Tierra

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