Modelització conjunta d'anomalies gravimètriques i de geoide. Aplicació a l'estudi de l'estructura litosfèrica de la Mediterrània nordoccidental.

Abstract

En aquesta tesi es presenta un estudi de l'estructura litosfèrica de les conques neògenes de la Mediterrània Nord Occidental. Aquest estudi s'ha realitzat mitjançant la modelització conjunta de les anomalies gravimètriques i de geoide en 2D i 3D. Al mateix temps, s'ha desenvolupat la metodologia necessària per la modelització del geoide en 2D i 3D. Finalment, s'han analitzat les implicacions geodinàmiques que es dedueixen de l'estructura litosfèrica de les esmentades conques, així com els avantatges d'utilitzar el geoide en la modelització, posant de manifest que aquest camp potencial és una eina molt valuosa per estudiar l'estructura profunda de la Terra. Les contribucions més rellevants d'aquesta tesi són: 1)Desenvolupament dels algorismes i la metodologia necessària per la modelització conjunta de dades de gravimetria i geoide en 2D i 3D. 2) L'aplicació d'aquesta metodologia a l'estudi de les conques de la Mediterrània Nord Occidental, amb l'objectiu d'investigar la distribució de densitats en fondària i la geometria de l'escorça i la litosfera, en particular la topografia del contacte litosfera-astenosfera. En aquest treball s'ha recalculat la integral del potencial gravitatori en 2D i revisat l'algorisme de Chapman (1979) (Ayala et al., 1996b), ampliant l'aplicació de l'esmentat algorisme a zones amb topografia, permetent realitzar el càlcul amb contrastos de densitat o densitats absolutes i calculant la constant necessària per poder realitzar els càlculs en qualsevol sistema d'unitats. També es presenta un nou algorisme que permet obtenir l'anomalia del geoide en 3D utilitzant la integral del potencial gravitatori per calcular l'anomalia creada per un prisma. La estructura litosfèrica del Solc de València s'ha investigat modelitzant conjuntament dades de gravimetria i geoide en 2D al llarg de cinc perfils regionals creuant el Solc perpendicularment a la tendència regional de les anomalies. Els resultats mostren que, al llarg de l'eix de la conca, la base de la litosfera es manté a una fondària pràcticament constant de 60 km, mentre que l'escorça s'engruixeix en direcció NE-SO des de 12-12 km fins a 19 km. Aquest resultats suggereixen que l'extensió al Solc de València es deu a un mecanisme d'extensió no uniforme, on l'extensió és més important al mantell litosfèric que a l'escorça. Vers al nord de la conca, a la transició vers la conca Provençal, l'escorça s'aprima de manera significativa. No obstant això, no s'han trobat evidències clares de que aquesta escorça sigui de tipus oceànic. La modelització conjunta de gravimetria i geoide en 3D s'ha emprat per investigar l'estructura litosfèrica de les conques de la Mediterrània Nord Occidental. El millor ajust entre les anomalies observades i calculades correspon a la següent configuració litosfèrica: · La Moho passa de 22 km de fondària a menys de 12, de SO a NE, sota el Solc de València, i des de 28 km a menys de 12 de NO a SE al golf de Lleó. A la conca Provençal, la Moho es troba a una fondària entre 10 i 12 km. · La base de la litosfera passa d'una fondària de 65-70 km al sud del Solc de València i a prop de la línia de costa del golf de Lleó, a 55-60 km a la zona central de la conca Provençal. · L'escorça oceànica està delimitada per les isolínies batimètriques de 2500-2700 m, com s'havia suggerit prèviament a Morelli, 1990. L'estructura cortical i litosfèrica obtingudes indiquen un aprimament diferencial entre l'escorça i el mantell. Aquests resultats, juntament amb d'altres observacions geofísiques (com la distribució asimètrica de les dades de flux de calor) suggereixen un model d'extensió asimètrica.