Publication: Analisys of long-term gravity records in Europe: consequences for the retrieval of the small amplitude and low frecuency signals including the earth's core resonance effects
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2015-08-06
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Universidad Complutense de Madrid
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Abstract
El registro de las variaciones temporales de la gravedad tiene una larga tradición en Europa. En Estrasburgo el primer gravímetro adquirido con el propósito de observar dichas variaciones fue instalado en 1954. Desde entonces 8 modelos diferentes de gravímetros gravímetros de muelle, superconductores SG y gravímetros absolutos han estado registrando en períodos consecutivos. Durante estas seis décadas, los sensores, los sistemas de adquisición y las técnicas de análisis han mejorado drásticamente. Utilizando todas las series del observatorio J9 de Estrasburgo para verificar estas mejoras, se concluye que la precisión ha sido incrementada más de 10 veces con respecto a los primeros modelos de gravímetros de muelle utilizados. Posteriormente se utilizan varias de las series de datos de gravedad de mayor longitud registradas en Europa con diferentes modelos de gravímetros de muelle en BFO Alemania, 1980,2012, Walferdange Luxemburgo, 1980,1995 y Potsdam Alemania, 1974,1998, y varias estaciones de SGs con al menos 9 años de registro pertenecientes todas ellas a la red mundial GGP, Bad Homburg, Bruselas, Medicina, Membach, Moxa, Viena, Wettzell y J9, para poder comparar la sensibilidad de los diferentes tipos de instrumentos a través de la evolución temporal de los factores gravimétricos amplitud y desfase de las principales ondas de mareas diurnas y semidiurnas O1, P1, K1, M2, S2 y K2 y de la relación entre las amplitudes M2 O1 esta relación al ser independiente de la calibración instrumental es un muy buen indicador de la estabilidad del instrumento. Aparecen diversas variaciones temporales en los factores de amplitud de todas las series, siendo muy similares para casi todas las series de SGs, con una estabilidad entre el 0,03 y el 0,3 por ciento. Los posibles orígenes de estas variaciones son estudiados, para ello se analizan las correlaciones con efectos geofísicos, con el ruido instrumental y ambiental, etc. Y se lleva a cabo un estudio detallado de la estabilidad del factor de calibración del SG instalado en J9, a través de los numerosos experimentos de calibración realizados mediante el registro en paralelo de un gravímetro absoluto.Teniendo en cuenta todos estos resultados, se profundiza en los principales beneficios obtenidos al utilizar registros muy largos de SGs a la hora de realizar un análisis de mareas o un análisis espectral. Utilizando la serie de 27 años de los SGs instalados en J9, que es la serie más larga a nivel mundial, su longitud nos permite separar las contribuciones correspondientes a ondas con frecuencias muy cercanas, detectar señales muy débiles especialmente ondas derivadas del potencial de marea de grado 3 y detectar efectos con frecuencia muy bajas.En la última parte, después de revisar la historia de las primeras observaciones de la resonancia de la FCN utilizando datos de gravedad, se estiman los valores de sus parámetros Q y TFCN utilizando todas las series de J9 y del resto de las estaciones de SGs. Los valores obtenidos son muy cercanos a los valores estimados tanto mediante cálculos teóricos como a partir de observaciones de VLBI. También se estudia otro modo de rotación, el denominado FICN cuyos efectos no han sido nunca observados en los datos de gravedad, y del que los cálculos teóricos predicen un efecto muy pequeño de resonancia en las mareas terrestres. Para intentar observar alguna consecuencia derivada del FICN se desarrolla una metodología que nos permite ir limitando el rango de frecuencias de estudio, a través del análisis de mareas detallado en la banda de frecuencia diurna, separando ondas de amplitudes tan pequeñas que nunca antes habían sido observadas y que pudieran estar lo suficientemente próximas a la frecuencia asociada a la FCIN como para verse afectadas en términos de amplitud. Un posible efecto de resonancia aparece próximo a 1,00198 cpd 0,99924 CpsD, que correspondería a un período de alrededor de 1.300 días sid.
Description
Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Matemáticas, Sección Departamental de Astronomía y Geodesía, leída el 24-04-2015