Con esta propuesta se pretende desarrollar modelos robustos de la dinámica de terremotos mexicanos. Para ello se aplicará un novedoso método de inversión que permite determinar tanto la geometría elíptica de las principales asperezas de la fuente como ciertos parámetros dinámicos en su interior (e.g. caída de esfuerzos y resistencia máxima a la ruptura). Este método invierte sismogramas observados a través de un poderoso algoritmo de optimización global conocido en inglés como “Neighbourhood Algorithm”. El problema directo implícito en dicho algoritmo calcula sismogramas sintéticos a partir de un modelo de fuente dinámica (i.e. propagación espontánea de la ruptura) asumiendo una ley constitutiva de fricción dependiente del deslizamiento. Para ello acopla una aproximación de la fuente en diferencias finitas con un kernel de propagación basado en matrices de reflexión-transmisión en el dominio del número de onda discreto. Se hará una búsqueda de los sismos moderados que hayan ocurrido en México y que sean de interés científico por sus características (e.g. magnitud, profundidad y cobertura de datos) y que permitan desarrollar modelos dinámicos de fuente aplicando la metodología descrita arriba. Para su análisis se empleará la información previa que exista sobre cada evento complementándola cuando sea pertinente con inversiones cinemáticas que respeten la cualidad minimalista del modelo de ruptura elíptico. Esta información permitirá establecer condiciones y valores iniciales para encausar los procesos de inversión de la fuente dinámica. Por su interés científico y cobertura de datos, varios terremotos de magnitud moderada ya han sido identificados para ser estudiados, como son los de San Marcos (Mw6.9), Zihuatanejo (Mw6.6), Tehuacan (Mw7.0), Copalillo (Mw5.9), Coyuca (Mw5.8), Tuxpan (Mw5.9), y Atoyac (Mw5.9). A partir de los resultados obtenidos se podrán cuantificar parámetros fundamentales por evento y realizar comparación entre diferentes eventos. Entre ellos el balance energético de la ruptura, la caída y perturbación de esfuerzos dentro y fuera del plano de ruptura, la interacción estática (o dinámica) entre eventos aledaños y ciertas propiedades mecánicas como la resistencia máxima de las fallas y sus deslizamientos críticos. Estos sismos cubren un amplio espectro de los sismos que podrían causar graves daños, por lo que es importante comprender sus características dinámicas y la relación que hay entre ellas y los movimientos fuertes del terreno (o espectro de respuesta) que generaron.

Los resultados de este proyecto aportarán conocimiento robusto sobre la física de ciertos terremotos mexicanos cuya comprensión, dada su naturaleza, representa un desafío científico de interés mayor. El modelado inverso de la dinámica de estos terremotos permitirá comparar sismos producidos en diferentes ambientes tectónicos de México y dilucidar las diferencias que hay entre ellos en términos de caída de esfuerzos y partición de energía. Asimismo, permitirá asimilar y adaptar las herramientas numéricas necesarias para la determinación sistemática de los parámetros dinámicos de terremotos mexicanos futuros. Además de formar estudiantes de licenciatura y maestría por un lado, y publicar al menos dos artículos en revistas internacionales, este proyecto permitirá consolidar una colaboración internacional inexistente entre tres instituciones de gran prestigio. Estas son: el Instituto de Geofisica de la UNAM, México; la Escuela Normal Superior de Paris, Francia; y el Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Costa Rica – UNA de San José, Costa Rica.