Análisis comparativo de diferentes métodos de picado automático de fases en terremotos registrados en la estación sismológica de La Plata (LPA)

Abstract

Analizamos ocho métodos de detección y picado automático de fases internas de terremotos. Entre ellos, tres son métodos convencionales, dos son métodos nuevos desarrollados a partir de mejoras a los métodos convencionales, y los otros tres son adaptaciones a métodos originalmente concebidos para picado de primeros arribos en datos de sísmica de exploración. Para analizar los métodos, seleccionamos once registros de una hora de duración obtenidos en la Estación Sismológica de la Plata (LPA) correspondientes a terremotos regionales y telesísmicos con magnitudes mayores a 6 (Mw) y diversas distancias epicentrales y profundidades de foco. Los registros elegidos fueron previamente picados manualmente por un analista. Se buscó picar de manera automática un total de 30 fases, de las cuales 25 habían sido originalmente observadas por el analista. Las otras 5 fases, fueron detectadas a partir de la aplicación de los métodos automáticos, y luego corroboradas mediante el modelo IASP91. Se estudió la eficiencia de los métodos a partir del porcentaje de detecciones obtenidas y del porcentaje de picados falsos generados. Se analizaron también los errores en los picados desde un enfoque estadístico para estimar las exactitudes y precisiones de los métodos propuestos. Este análisis permitió realizar una valoración relativa de los ocho métodos de picado automático propuestos. Los resultados obtenidos revelan que algunos de los métodos exhiben ventajas significativas por sobre otros. Estos métodos que muestran mejor desempeño serían apropiados para realizar sistemáticamente el picado automático, tanto para estudios de sismología global como para estudios de sismicidad, especialmente cuando se cuenta con un gran volumen de datos.”

We analyzed eight methods of detection and automatic body phase picking. Three of them are conventional methods, two are new methods developed from improvements to conventional methods, and the other three are methods originally designed for first-break picking of seismic exploration data. To analyze the methods, we selected eleven one-hour records obtained at La Plata Seismological Station (LPA) corresponding to regional and teleseismic earthquakes with magnitudes greater than 6 (Mw) and diverse epicentral distances and focus depths. The records were previously manually picked by an analyst. We attempted to pick a total of 30 phases automatically, 25 of which had originally been observed by the analyst. The other 5 phases, were identified from the application of the automatic methods, and then corroborated by using the IASP91 model. The efficiency of the methods was studied based on the detection percentage obtained and the false phase percentage generated. The picking errors were also analyzed from a statistical point of view in order to estimate the accuracy and precision of the proposed methods. This analysis allowed us to make a relative assessment of the eight automatic picking methods proposed. The results show that some of the methods exhibit significant advantages over the others. These methods that show better performance would be appropriate to systematically carry out the automatic picking, both for global seismology studies and seismicity studies, especially when a large volume of data is availableKeywords: event detection, earthquake phases, automatic picking, false alarms.