Analysis of Different Methodologies to Calculate Bouguer Gravity Anomalies in the Argentine Continental Margin

We have tested and used two methods to determine the Bouguer gravity anomaly in the area of the Argentine continental margin. The first method employs the relationship between the topography and gravity anomaly in the Fourier transform domain using Parker’s expression for different orders of expansion. The second method computes the complete Bouguer correction (Bullard A, B and C) with the Fortran code FA2BOUG2. The Bouguer slab correction (Bullard A), the curvature correction (Bullard B) and the terrain correction (Bullard C) are computed in several zones according to thedistances between the topography and the calculation point. In each zone, different approximations of the gravitationalattraction of rectangular or conic prisms are used according to the surrounding topography. Our calculations show that the anomaly generated by the fourth order in Parker’s expansion is actually compatible with the traditional Bouguer anomaly calculated with FA2BOUG, and that higher orders do not introduce significant changes. The comparison reveals that the difference between both methods in the Argentine continental margin has a quasi bimodal statistical distribution. The main disadvantage in using routines based on Parker's expansion is that an average value of the topography is needed for the calculation and, as the margin has an abrupt change of the topography in the continental slope area, it causes a bimodal distribution. It is worth noticing that, as expected, the most important differences between both methods are located over the continental slope both in complex structures such as part of the shared margin, as well as in isolated points where there are contributions from short wavelength or rugged topography.Fil: Pedraza de Marchi, Ana Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; ArgentinaFil: Ghidella, Marta E.. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; ArgentinaFil: Tocho, Claudia. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentin

Convergence in the western margin of South America during the Cenozoic: Subduction of Nazca, Farallon and Aluk plates

En este trabajo se presentan nuevos parámetros de la convergencia cretácica tardía – reciente en el margen occidental de América del Sur. La historia de la convergencia puede describirse en tres etapas: 26-0 Ma, con subducción dominante de la placa Nazca; 47-28 Ma, con subducción dominante de la placa Farallón; y 72-47 Ma, cuando habrían entrado en subducción Farallón (parte norte de la trinchera) y Aluk (parte sur). Las reconstrucciones para la etapa 72-47 Ma son compatibles con una migración de la triple unión Farallón-Sudamérica-Aluk desde el norte de Chile (¿sur de Perú?) hasta los Andes Patagónicos. Eventos de deformación y magmatismo en la placa superior pueden ser relacionados con la subducción de la dorsal Farallón-Aluk durante esta etapa. La etapa 47-28 Ma muestra mayor velocidad y menor oblicuidad en la convergencia que la etapa anterior, sin mostrar variaciones profundas en estos parámetros durante su transcurso. El rasgo más distintivo de la etapa más joven son la variaciones en la velocidad de convergencia, con un fuerte incremento al inicio de la etapa y una disminución importante en los últimos diez millones de años. Estas variaciones pueden ser relacionadas con eventos tectónicos registrados en la placa superior y con el ascenso de los Andes Centrales.New Late Cretaceous to Recent reconstructions between South America and the oceanic plates in the Pacific basin allow the division of the corresponding convergence history into three stages. The convergence parameters for the 72-47 Ma time span suggest the migration of the Farallón-South America-Aluk triple junction from northern Chile (southern Perú?) up to the southern Patagonian Andes. Some deformational and magmatic events in the upper plate could be attributed to subduction of the Farallón-Aluk ridge by those times. The 47-28 Ma stage is characterized by subduction of Farallón plate in most (all?) of the margin. The convergence rate and direction remained almost constant during this stage. The 26-0 Ma stage corresponds to the subduction of Nazca plate beneath most of the South American trench. The beginning of this stage coincides with a strong increase in convergence rate which gradually decreased during the last 10 m.y., whereas the direction of convergence remained rather constant during the entire stage. Variations of subduction rate during this younger stage may be related with some deformational and magmatic events in the upper plate, including the uplift of the Central Andes.Fil: Somoza, Ruben. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; ArgentinaFil: Ghidella de Hurtis, Marta Elba. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; Argentin

Experimentos numéricos con un modelo de nube convectiva unidimensional dependiente del tiempo

Se estudia un modelo numérico de nube cumulus. Es unidimensional y dependiente del tiempo e incluye una parametrización de los procesos microfísicos suficientemente extensa como para tratar la formación, crecimiento y precipitación de granizo y lluvia. Se muestran experimentos numéricos que se han hecho para analizar las respuestas del modelo a sus diferentes opciones de funcionamiento y también para tratar de adecuar sus resultados a las tormentas convectivas severas producidas en la zona norte de la provincia de Mendoza, para lo cual se trabaja con un caso tínico. Se comparan los resultados con los obtenidos por un modelo estacionario que se usa operativamente en el Programa Nacional de Lucha Antigranizo, llegándose a las siguientes conclusiones: 1) Debido a su mejor representación del desarrollo de la nube, el modelo dependiente del tiempo tiene considerables ventajas cuando se usa como herramienta para la investigación en física de nubes. 2) En lo que concierne al uso operativo con propósitos de pronóstico, aunque indudablemente, constituye un avance respecto al modelo estacionario, éste no es tan importante.A numerical model of cumulus cloud is studied. It is one-dimensional and time-dependent and includes a parameterization of microphysical processes which is enough extensive as to deal with rain and hail formation, growth, and subsequent precipitation. Some numerical experiments are shown. They have been done In order to analyse the model's response to its different working options and hlso to try to adequate its results to the severe cdhvective storms produced in the North zone of the province of Mendoza. One, typical case la used for this purpose. The results are compared with those obtained by a stationary state model which is currently used in the field work of the National Hail Suppression Programme, arriving at the following conclusions: 1) Owing to its better representativeness of the cloud developement, the time-dependent model has considerable advantages when used as a tool for cloud Physics research. 2) Altough it is an improvement over the steady-state model, this is not so important for purposes of forecasting.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Analysis of Different Methodologies to Calculate Bouguer Gravity Anomalies in the Argentine Continental Margin

We have tested and used two methods to determine the Bouguer gravity anomaly in the area of the Argentine continental margin. The first method employs the relationship between the topography and gravity anomaly in the Fourier transform domain using Parker’s expression for different orders of expansion. The second method computes the complete Bouguer correction (Bullard A, B and C) with the Fortran code FA2BOUG2. The Bouguer slab correction (Bullard A), the curvature correction (Bullard B) and the terrain correction (Bullard C) are computed in several zones according to thedistances between the topography and the calculation point. In each zone, different approximations of the gravitationalattraction of rectangular or conic prisms are used according to the surrounding topography. Our calculations show that the anomaly generated by the fourth order in Parker’s expansion is actually compatible with the traditional Bouguer anomaly calculated with FA2BOUG, and that higher orders do not introduce significant changes. The comparison reveals that the difference between both methods in the Argentine continental margin has a quasi bimodal statistical distribution. The main disadvantage in using routines based on Parker's expansion is that an average value of the topography is needed for the calculation and, as the margin has an abrupt change of the topography in the continental slope area, it causes a bimodal distribution. It is worth noticing that, as expected, the most important differences between both methods are located over the continental slope both in complex structures such as part of the shared margin, as well as in isolated points where there are contributions from short wavelength or rugged topography.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Trayectorias de granizos en una nube numérica estacionaria

Se presenta un modelo que calcula trayectorias aisladas de granizos que se desarrollan en la nube generada por un modelo unidimensional estacionario. Cada granizo crece a partir de un germen "introducido" en determinada zona de la nube. Se consideran los procesos de conducción de calor, difusión de vapor, acreción de agua y cristales de hielo en condiciones de crecimiento seco, húmedo y fusión. Se presentan los resultados obtenidos para un día de tormenta en Mendoza, observándose que los granizos son llevados muy rápidamente hacia arriba por la corriente ascendente y que luego caen, produciéndose la mayor parte de su crecimiento en la caída. Se obtienen granizos de más de 3 cm (más grandes que los recogidos en tierra) pero que tardan alrededor de 50 minutos en llegar al suelo, considerándose un resultado aceptable dado que la nube en que crecen es estacionaria.A numerical model that calculates isolated trajectories of hailstones that evolve in the cloud generated by a stationary-state , one dimensional model is presented. Each hailstone grows departing from an embryo "introduced" in a given zone of the cloud with the following proccesses being taken into account: heat conduction, vapor diffusion, accretion of water and ice crystals in dry and wet growth conditions, and melting. The results obtained for a storm case in Mendoza are shown, and from them is seen that hailstones are quickly carried up by the updraft, having their most important growth during their fall. The hailstones obtained have diameters of more than 3 cm (greater than those collected on ground) and they take 50 minutes before they reach the ground, but this is considered an acceptable result since the cloud in which they evolve is a stationary one.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

COMPARACIÓN DE ANOMALÍAS DE GRAVEDAD DERIVADAS DE ALTIMETRÍA SATELITAL CON DATOS DE GRAVEDAD MARINA EN EL MARGEN CONTINENTAL ARGENTINO

En este trabajo se comparan grillas de anomalías de gravedad derivadas de misionesde altimetría satelital con anomalías de gravedad marina a partir de datos decruceros en el margen continental argentino y zona oceánica adyacente. Se analizanlas diferencias entre estas fuentes de datos, ya que es de esperar que éstas seansignificativas en zonas costeras o de gradiente horizontal de gravedad abrupto comoen el talud continental; se trata de identificar y delimitar dichas zonas. Asimismo seanalizan los datos de barco de distintas campañas realizadas en épocas diferentespara organizarlos en una base de datos común, como parte de un proceso decompilación en el que se crearán versiones mejoradas con nuevas correcciones en lamedida en que se incorporen más datos en el futuro. Se investiga cuál de las grillasde gravedad derivada de altimetría satelital presenta mejor ajuste con la compilaciónmarina a fin de caracterizarla como la recomendable para su uso en posteriores aplicaciones. Se presentan aquí los resultados de la primera etapa completada enfunción del alcance los objetivos mencionados

3D Process-Oriented Gravity Modelling applied north of 49ºS on the Argentine continental margin

The Process-Oriented Gravity Modelling (POGM) technique represents a useful way to distinguish the contribution that different geological processes make to the observed gravity in passive margins. The POGM is an innovative gravity modelling approach that can give us information about the role that processes such as sedimentation and magmatic underplating, together with their loading effects, may play in the evolution of a margin. In this work, the POGM methodology has been applied with in a 2D and 3D approach. 2D profiles spaced every one arc-minute in the area of the Argentine continental margin, between 38.5°S and 49°S latitude and 64°W and 50°W longitude, were used to generate the latter. The 3D POGM was also solved and the result was compared with that obtained from 2D profiles. The comparison with the observed anomaly, using the 3D approach from 2D profiles gave results with enhanced resolution. The best fit between the calculated and observed gravity anomaly is given by an effective elastic thickness of 15 km. A cortical thickness map obtained as a result of the POGM calculations shows basin areas characterized by a thinned crust and a structural variation where the continental-oceanic boundary (COB) could be indicated. Besides, results of POGM allow us to detect an alignment between the Valdés and Rawson basins and possibly a third basin as a probable aulacogen. A stretching factor analysis shows that in these basins a stretching period existed but it did not reach the stage of oceanic crust formation. A strong positive residue in the Colorado basin is shown by the flexural isostatic anomaly, suggesting that the basin may continue in subsidence.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Anomalía de subplacado magmático en el perfil 43.5ºS del margen continental argentino

Los márgenes volcánicos de rift se caracterizan por ocurrencia masiva de volcanismo extrusivo e intrusivo (subplacado magmático) formado durante la ruptura de la litosfera continental (Hinz ,1981; White and Mckenzie, 1989). Recientes ilustraciones de la distribución global de estos márgenes revelan que ellos representan entre el 75-90% de los márgenes continentales pasivos (Eldholm et al., 2000). Hinz et al. (1999) muestran que el relativamente poco investigado margen argentino es de tipo volcánico. Según Thybo and Artemieva (2013), dentro de la definición de suplacado magmático entrarían un amplio rango de procesos y éste podría definirse como la “adición de magma máfico a la corteza inferior y parte superior del manto alrededor del Moho”. Uno de los aspectos más distintivos de la gravedad en zonas marinas es el efecto de borde de la anomalía de aire libre asociado con márgenes continentales pasivos y que generalmente, se atribuye a la transición entre la corteza continental y oceánica por sus diferentes espesores. La importancia del estudio de procesos reológicos, sedimentación, magmatismo y fenómenos de difusión del calor que modifican la estructura inicial de la corteza por un rift pueden ayudar a entender la característica distintiva del efecto de borde de la anomalía de gravedad en este tipo de márgenes. Una manera útil de lograr esto es a través del “modelado de gravedad orientado por los procesos” (POGM, por sus siglas en inglés) donde cada proceso geológico está asociado a una anomalía. Estas anomalías son: la anomalía del rift, la de la sedimentación y la del subplacado magmático (Watts y Fairhead, 1999). El interés de este trabajo se centra en la anomalía de gravedad producida por el subplacado magmático rara vez investigada en perfiles reales y en particular en el margen argentino, debido principalmente a la falta de acceso a datos de sísmica de refracción. La anomalía del subplacado magmático puede verse como la contribución a la anomalía de gravedad del proceso geológico “subplacado magmático”. Hemos modelado este efecto considerando valores de densidades estándares e interpretadas por Schnabel et al. (2008) para un rango variable de espesores elásticos. Los resultados obtenidos dan un máximo levantamiento flexural asociado con este efecto, que es 145 m y 276 m para densidades del cuerpo subplacado de 3050 kg/m3 y 3150 kg/m3 respectivamente y una densidad promedio de los sedimentos de 2300 kg/m3. La principal conclusión de la incorporación del cálculo del efecto del subplacado en el POGM es el aumento de espesor elástico (25 km) para un error medio cuadrático (rms) mínimo en comparación con el cálculo realizado sin considerar el subplacado magmático (20 km), asociado con el engrosamiento de la corteza (Watts, 2001). La anomalía del subplacado presenta contribuciones opuestas para los casos Airy y Flexural como fuera señalado por Watts y Fairhead (1999).Eje: Estudio del Interior Terrestre.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Anomalías magnéticas en el margen argentino (MARARG)

En este trabajo se describe cómo se amplió la compilación de anomalías magnéticas MARARG obtenida para un sector del margen continental argentino, a partir de la combinación de nuevos datos marinos provenientes de los cruceros BGR98 y los datos GEODAS. Mencionamos una serie de técnicas y procedimientos que permiten la combinación de tales conjuntos de datos y los inconvenientes que usuarios de datos geomagnéticos tienen que afrontar hasta obtener una compilación confiable como el resultado final MARARG-BGR98-GEODAS. El mapa de anomalías magnéticas se analizó integrando otros datos geológicos y geofísicos con el objetivo de esclarecer el problema geodinámico asociado con la Apertura del Océano Atlántico (AOA).We describe how the MARARG magnetic anomaly compilation, obtained for a sector of the Argentine continental margin was expanded, from the combination of new marine data from the BGR98 cruises and GEODAS data. We mention a series of techniques and procedures that allow the combination of such data sets and the issues that magnetic anomaly user will find in order to obtain a reliable compilation as our MARARG-BGR98-GEODAS resultant. The map of magnetic anomalies was analyzed integrating other geologic and geophysics data with the aim of clarifying the geodynamic problem of the Atlantic Ocean break-up.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Comparison of gravity anomalies from satellite altimetry with marine gravity data in the Argentine continental margin

En este trabajo se comparan grillas de anomalías de gravedad derivadas de misiones de altimetría satelital con anomalías de gravedad marina a partir de datos de cruceros en el margen continental argentino y zona oceánica adyacente. Se analizan las diferencias entre estas fuentes de datos, ya que es de esperar que éstas sean significativas en zonas costeras o de gradiente horizontal de gravedad abrupto como en el talud continental; se trata de identificar y delimitar dichas zonas. Asimismo se analizan los datos de barco de distintas campañas realizadas en épocas diferentes para organizarlos en una base de datos común, como parte de un proceso de compilación en el que se crearán versiones mejoradas con nuevas correcciones en la medida en que se incorporen más datos en el futuro. Se investiga cuál de las grillas de gravedad derivada de altimetría satelital presenta mejor ajuste con la compilación marina a fin de caracterizarla como la recomendable para su uso en posteriores aplicaciones. Se presentan aquí los resultados de la primera etapa completada en función del alcance los objetivos mencionados.In this paper we address the comparison among grids from different altimetry derived global gravity anomaly datasets with marine gravity anomalies from cruises in the Argentinean continental margin and adjacent oceanic areas in order to determine if there are significant differences among these data sources, particularly in areas near the coast where there are steep horizontal gravity gradients as over the continental slope, and to identify and delimit those areas. We also analyze the information of ship-borne data from different campaigns carried out at different times and organize them in a consistent database, in a compilation process in which improved versions, new corrections have been created. We investigate which satellite altimetry-derived gravity anomaly grid depicts the optimal fit to the marine data compilation in order to find the one to recommend for use in subsequent applications. The results here presented are the first completed series due to the scope of these reached goal.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica