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Distribución espacial y temporal de deformaciones del terreno en el Valle de Mexicali, en el contexto de procesos tectónicos, antropogénicos y sísmicos / The spatial and temporal distribution of the ground deformations in the Mexicali Valley in the contex
The spatial and temporal distribution of the ground deformations in the Mexicali Valley in the context of tectonic, anthropogenic and seismic processes
OLGA SARYCHIKHINA
Ewa Glowacka
Acceso Abierto
Atribución
Interferometría diferencial,Imágenes de radar,Apertura sintética,Deformación de terreno,Antropogénica,Tectónica - cosísmica,Valle de Mexicali,Campo geotérmico,Sismo de falla Morelia
The Mexicali Valley, located in northeastern Baja California, is an example of an unstable region where ground deformation has become increasingly evident. The ground deformation in this area is caused by a variety of natural processes, such as earthquakes, continuous tectonic deformation, volcanic activity, but also by human activity, primarily geothermal exploitation. Since the type, spatial extent, and temporal pattern of the ground deformation largely depend on the type and magnitude of the driving process, the ground deformation measurements are essential to understand processes occurring below the surface. In this thesis, the Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar (DInSAR) technique was exploited to detect and measure variations of the ground surface in the Mexicali Valley. The DInSAR data were used to: (1) study anthropogenic surface deformation related to extraction of geothermal fluids in the Cerro Prieto Geothermal Field (CPGF), and (2) detect the tectonic surface deformation associated with the moderate magnitude (Mw=5.4) Morelia Fault Earthquake which occurred in the Mexicali Valley on May 24, 2006. In both cases the integrated analysis of DInSAR data and data from ground based geological, geodetic, and geotechnical measurements was also performed in order to improve the understanding of temporal and spatial distributions of ground deformation and modeling of its source mechanisms. Firstly, 22 Envisat ASAR images from descending and ascending tracks, spanning October 2003 and February 2006 were used to evaluate the feasibility and capability of using conventional two-pass DInSAR for monitoring the induced by geothermal fluids extraction subsidence. The analysis of DInSAR data showed that, despite several limitations associated with the application of this method, the C-Band radar data can provide a detailed mapping of both the amplitude and spatial extent of anthropogenic ground deformation in Mexicali Valley. The processed data revealed that the studied area is continuously subsiding. The observed by DInSAR ground subsidence shows a northeast-southwest aligned elliptical pattern, largely coincident with the known shape of the Cerro Prieto pullapart basin as it was noticed in Glowacka et al. (1999, 2005). The highest deformation rate area has two subsidence basins: a first centre of subsidence is located in the CPGF production zone, and the second is located in the area between the eastern limits of the CPGF and the Saltillo
El Valle de Mexicali, que se localiza en noreste de Baja California, es un ejemplo de una región inestable donde la deformación del terreno se ha puesto cada vez más evidentes. La deformación del terreno en esta área es causada por una variedad de procesos naturales, tales como sismos, deformación tectónica continua, actividad volcánica, pero también por actividad humana, sobre todo explotación geotérmica. Debido a que el tipo, la extensión espacial, y el patrón temporal de la deformación del terreno dependen en gran parte del tipo y la magnitud del proceso que conduce a esta, las mediciones de la deformación del terreno son esenciales para entender los procesos que ocurren debajo de la superficie terrestre. En esta tesis, la técnica de la Interferometría Diferencial de imágenes de Radar de Apertura Sintética (DInSAR) fue explotada para detectar y medir variaciones de la superficie del terreno en el Valle de Mexicali. Los datos de DInSAR fueron utilizados para: (1) estudiar la deformación antropogénica de la superficie del terreno relacionada con la extracción de fluidos geotérmicos en el campo geotérmico de Cerro Prieto (CPGF), y (2) detectar la deformación de la superficie terrestre tectónica asociada al sismo de la Falla Morelia de magnitud moderada (Mw=5.4) que ocurrió en el Valle de Mexicali el 24 de mayo de 2006. En ambos casos, el análisis integrado de los datos de DInSAR y los datos de mediciones geológicas, geodésicas, y geotécnicas también fue realizado para mejorar la comprensión de distribuciones temporales y espaciales de la deformación del terreno y el modelado de sus mecanismos. Primeramente, 22 imágenes de Envisat ASAR de los pasos descendentes y ascendentes, que cubren el periodo de octubre de 2003 a febrero de 2006, fueron utilizadas para evaluar la viabilidad y la capacidad de la técnica convencional de dos-pasos de DInSAR para el monitoreo de la deformación del terreno inducida por la extracción de fluidos geotérmicos. El análisis de los datos de DInSAR demostró que, a pesar de varias limitaciones asociadas al uso de este método, los datos del radar de banda-C pueden proporcionar un mapeo detallado de la amplitud y de la extensión espacial de la deformación del terreno antropogénica en el Valle de Mexicali. Los datos procesados revelaron que el área de estudio se está hundiendo continuamente. La subsidencia del terreno observada por DInSAR muestra un patrón elíptico alineado noreste-sudoeste, en gran parte coincidente con la forma c
CICESE
2010
Tesis de doctorado
Español
Sarychikhina,O.V.2010.Distribución espacial y temporal de deformaciones del terreno en el Valle de Mexicali, en el contexto de procesos tectónicos, antropogénicos y sísmicos / The spatial and temporal distribution of the ground deformations in the Mexicali Valley in the contex.Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.135 pp.
CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO
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