Las medidas obtenidas mediante sísmica de reflexión y de refracción pertenecen al conjunto de herramientas de mayor poder del que disponen los geofísicos. Estas pueden ser aplicadas también en la investigación de las estructuras de impacto. No obstante, los estudios sísmicos son por lo general costosos. Por esta razón son poco utilizados en este campo de interés científico. Por otra parte, las estructuras de impacto enterradas han sido detectadas e investigadas durante estudios sísmicos llevados a cabo por compañías petrolíferas (pueden citarse como ejemplo las estructuras de Steen River en Canadá y la de Silverpit en la parte sur del mar del Norte).
La estructura de impacto submarina de Montagnais
La imagen de debajo (Fig. 1) muestra un mapa estructural sísmico de tiempo ( modificado de Jansa, L. F. et al. (1989): Montagnais: A submarine impact structure on the Scotian Shelf, eastern Canada. – Geol. Soc. Am. Bull., 101, 450-463.) de la estructura de impacto submarina de Montagnais, que ha sido identificada a partir de los datos obtenidos mediante sísmica de reflexión en el transcurso de una exploración petrolífera.
Fig. 1. La estructura de impacto submarina de Montagnais de 45 km de diámetro vista en un mapa de tiempo sísmico. Clicar sobre la imágen!
La estructura de impacto de Ries (Alemania)
A principios de los 60, fueron realizadas en la estructura de impacto de Ries (Alemania) grandes mediciones sísmicas. Al mismo tiempo, el crater de 26 Km de diámetro de Ries estaba en el centro de una disputa entre los partidarios de su génesis por procesos endógenos (origen por explosión volcánica) y los defensores de su génesis por el impacto de un meteorito. Este debate promovió la realización de nuevas campañas de estudios gravimétricos, magnéticos, sísmicos y geoeléctricos, que contribuyeron al reconocimiento de su génesis por impacto y a una detallada comprensión de la estructura interna del cráter.
Las mediciones sísmicas abarcaron tanto medidas de refracción como de reflexión. La ubicación del perfil de sísmica de refracción realizado con respecto a la anomalía residual gravimétrica (ver medidas gravimétricas) puede apreciarse en la imagen de debajo (Fig. 2).
Fig. 2. Localización del perfil de sísmica de refracción en el cráter de Ries sobreimpuesto a la anomalía residual gravitatoria. Clicar sobre la imagen!
El tiempo de propagación observado a lo largo de este perfil ha sido modelizado a través de los tiempos de propagación calculados para un modelo de cráter como el mostrado en la imagen de debajo (modificado de Ernstson, K. & Pohl, J. (1977): Neue Modelle zur Verteilung der Dichte und Geschwindigkeit im Ries-Krater [New density and velocity distribution models for the Ries crater ]. – Geologica Bavarica, 75, 355-371.). Para poder comparar, se ha dibujado una curva de tiempo de propagación de la distribución de velocidad en la vertical en el caso de la zona fuera del cráter, y como puede observarse en la imagen de debajo (Fig. 3), los tiempos de propagación residuales superiores a los 0.4 sec se producen por el decrecimiento de la velocidad en las rocas presentes en la zona del cráter. Tanto la distribución de la velocidad en profundidad para la zona central del cráter y del área fuera del cráter, así como la diferencia relacionada se han dibujado en la imagen de debajo (Fig. 4).
Fig. 3. Tiempos de viaje sísmicos medidos y calculados para el perfil de resfracción de la Fig. 2. También se ha dibujado una curva de tiempo de viaje para una distribución vertical de la velocidad fuera del cráter. Clicar sobre la imagen!
Fig. 4. Distribución velocidad-profundidad para el centro del cráter y el área fuera del cráter, así como la diference relacionada. Para comparar, se ha dibujado la distribución densidad-profundidad a partir de una modelización de anomalías residuales de Bougeur (ver Fig. 5). Clicar sobre la imagen!
Por comparación, también se ha dibujado la distribución de la densidad en profundidad a partir de un modelo gravitatorio de la anomalía residual de Bouguer (ver la imagen de debajo, Fig. 5). El gráfico muestra que en el centro de la estructura de Ries, pueden apreciarse menores densidades y velocidades producidas por la fracturación debida al impacto hasta profundidades de al menos 5-6 Km.
Fig. 5. Modelo de densidad para el cráter de Ries elaborado a partir de la modelización gravitatoria (Ernstson & Pohl, 1977). Clicar sobre la imagen!
Sísmica de reflexión en el área del cráter de Ries
El perfil de sísmica de reflexión (imagen de debajo, Fig. 6; modificada a partir de Angenheister, G. & Pohl, J. (1969): Die seismischen Messungen im Ries von 1948 – 1969 [Seismic investigations in the Ries Crater (1948 – 1969)]. – Geologica Bavarica, 61, 304-326.), realizado radialmente desde el oeste hacia el centro del cráter, muestra interesantes detalles de la anomalía geológica que una estructura de impacto puede producir en un entorno geológico “normal”. En el caso del impacto de Ries, el objetivo consistía en aproximadamente 600 m de rocas sedimentarias bien estratificadas (predominantemente del Triásico y del Jurásico) dispuestas sobre un basamento cristalino (granitos y rocas metamórficas). El borde del cráter puede ser apreciado por una rotura súbita de los reflectores sísmicos que se diluyen en una zona de megabloques sin significativas correlaciones de energía sísmica. El límite superior e inferior de la capa suevítica puede trazarse a fin de indicar la existencia de un anillo interno, en concordancia con los resultados de las mediciones geomagnéticas y geoeléctricas (ver medidas Geoeléctricas). Dentro de la zona del anillo interno del cráter, la base de los sedimentos lacustres post-impacto constituye el reflector sísmico más prominente.
Fig. 6. Perfil radial de sísmica de reflexión a través del borde de la estructura de impacto de Ries. Clicar sobre la imagen!
Enlaces
THE SEISMIC SIGNATURE OF METEORITE IMPACT CRATERS:
http://www.cseg.ca/publications/recorder/2000/06jun/jun00-impact-craters.pdf
Chesapeake impact structure:
http://geopubs.wr.usgs.gov/open-file/of01-407/
Chesapeake impact structure:
http://pubs.usgs.gov/pp/2005/1688/ak/PP1688_chapI-508.pdf
Steen River impact structure:
www.lpi.usra.edu/meetings/impacts97/pdf/6090.pdf
www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2002/pdf/1736.pdf
The seismic expression and hydrocarbon potential of meteorite impact craters: Current research
http://www.crewes.org/ForOurSponsors/ResearchReports/1997/1997-38.pdf (from 1997)