Thesis:

Incorporación de Restricciones Geológicas en escenarios de deslizamiento estocástico para el modelado de inundación por Tsunamis: Aplicación al Norte de Chile

In this work a new methodology that incorporates the expected slip in northern Chile, based on the interseismic coupling shown by Métois et al. (2013), in the generation of stochasticslip is developed. The proposal of M´etois et al. (2013), which could generate scenarios of magnitudes between Mw 8.4 and Mw 8.9, is divided into three zones and works with the central segment located in front of the city of Iquique, which houses a magnitude Mw 8.4 event. Themethodology used for the generation of stochastic slip is based on the spectral representation of the slip heterogeneity, a method presented by Goda et al. (2014) and originally developed by Mai and Beroza (2002).In a first step, the new method is validated using the inverted finite-source solution ofHayes et al. (2014) for the April 1st, 2014 Mw 8.1 earthquake. The results are satisfactory andshow that the von K´arm´an correlation function obtains better solutions over the Gaussianand Exponential correlation functions in the generation of random slip fields.Once the new method has been validated, we proceed to work with the distribution ofinterseismic coupling, which is analyzed in the wave number domain, by adjusting a vonK´arm´an spectrum in the radial wave number, but with different autocorrelation lengths inthe along-strike and down-dip directions, thus obtaining the objective spectrum. In orderto maintain the spatial structure of the interseismic coupling distribution in the stochasticrealizations, a Phase Variation Method is developed, which consists in retaining the spectralphase and then introducing a normally distributed random noise multiplied by , where is aunique parameter that controls the variability in the distribution. We conclude that = /5generates the desired results.As an additional solution, this work investigates the effect on tsunami wave profiles on thecoast and tsunami heights on the ground of a hundred different stochastic slip realizationsgenerated. The results of virtual tide gauges are useful to reinforce concepts such as that thereis no need for a drop in sea level or exposure of the ocean floor for the occurrence of a tsunami,that the first wave is not always the most destructive and that the danger of a tsunami canlast several hours after the arrival of the first wave. Inundation depth results highlight astrong sensitivity of the tsunami wave heights onshore to the spatial characteristics of theslip, with a inundation uncertainty of up to 4 [m]. However, the methodology also allows identifying areas less sensitive to these variations.

En este trabajo se desarrolla una nueva metodología que incorpora el deslizamiento esperado en el norte de Chile, basada en el acoplamiento intersísmico mostrado por Métois et al. (2013), para la generación de deslizamiento estocástico. La propuesta de Métois et al. (2013), que permite generar escenarios de magnitudes entre Mw 8.4 y Mw 8.9, se divide en tres zonas y se aplica al segmento central ubicado frente a la ciudad de Iquique, donde se registró un evento de magnitud Mw 8.4. La metodología utilizada para la generación de deslizamiento estocástico se basa en la representación espectral de la heterogeneidad del deslizamiento, método presentado por Goda et al. (2014) y desarrollado originalmente por Mai y Beroza (2002). En una primera etapa, el nuevo método se valida utilizando la solución de fuente finita invertida de Hayes et al. (2014) para el terremoto de magnitud Mw 8.1 del 1 de abril de 2014. Los resultados son satisfactorios y demuestran que la función de correlación de von Kármán obtiene mejores soluciones que las funciones de correlación gaussiana y exponencial en la generación de campos de deslizamiento aleatorios. Una vez validado el nuevo método, se procede a trabajar con la distribución del acoplamiento intersísmico, analizada en el dominio del número de onda, ajustando un espectro de von Kármán en el número de onda radial, pero con diferentes longitudes de autocorrelación en las direcciones longitudinal y transversal, obteniendo así el espectro objetivo. Para mantener la estructura espacial de la distribución del acoplamiento intersísmico en las realizaciones estocásticas, se desarrolla un Método de Variación de Fase, que consiste en conservar la fase espectral e introducir un ruido aleatorio con distribución normal multiplicado por , donde es un parámetro único que controla la variabilidad en la distribución. Se concluye que = /5 genera los resultados deseados. Como solución adicional, este trabajo investiga el efecto de cien realizaciones de deslizamiento estocásticas diferentes generadas sobre los perfiles de las olas de tsunami en la costa y las alturas del tsunami en tierra. Los resultados de los mareógrafos virtuales son útiles para reforzar conceptos como que no es necesario un descenso del nivel del mar ni la exposición del fondo oceánico para que se produzca un tsunami, que la primera ola no siempre es la más destructiva y que el peligro de un tsunami puede persistir durante varias horas tras la llegada de la primera ola. Los resultados de la profundidad de inundación ponen de manifiesto una gran sensibilidad de la altura de las olas del tsunami en la costa a las características espaciales del deslizamiento, con una incertidumbre de inundación de hasta 4 m. Sin embargo, la metodología también permite identificar zonas menos sensibles a estas variaciones.