Fractalness of land gravity data and residual isostatic anomalies map of Argentina, Chile and western Uruguay

Abstract

Gravity anomalies are often strongly influenced by topography, which effect is mitigated through appropriate reductions. Usually, a standard value of 2670 kg/m3 is used for the density of topography in the absence of specific information. However, various methods have been implemented to obtain density of topography estimates directly from the gravity data. A particularly suitable technique for regional scale studies is based on analyzing the fractal nature of gravity anomalies for a particular region. In this paper the fractalness of the onshore gravity anomalies for Argentina, Chile and part of Uruguay is analyzed by using an updated gravity database. The fractal dimensions of the topography and gravity anomaly data were estimated by means of the variogram technique in the spatial domain. As a result of this analysis, it was found that the optimum density for the studied region has a value of 2300 kg/m3. This density was used to prepare a map of isostatic residual anomalies using the Airy-Heiskanen model. The main anomalies recognized on this map were interpreted in relation to the degree of isostatic balance and the densities of rocks near to the surface.

Las anomalías de gravedad suelen estar fuertemente influenciadas por la topografía, cuyo efecto es atenuado a través de adecuadas reducciones. Usualmente, ante la falta de información específica, se usa un valor estándar de 2670 kg/m3 para la densidad de la topografía por encima del geoide. Hasta el presente varios métodos han sido implementados para obtener estimaciones de dicha densidad directamente a partir de los datos de gravedad mismos. Una técnica especialmente conveniente para estudios de carácter regional se basa en analizar la naturaleza fractal de las anomalías de gravedad para una región en particular. En este trabajo se analiza la fractalidad de las anomalías de gravedad para Argentina, Chile y parte de Uruguay continentales utilizando una base de datos de gravedad actualizada. Se estimó la dimensión fractal D de los datos topográficos y de anomalías de gravedad por medio de la técnica de variograma en el dominio espacial. Como resultado de este análisis se encontró que la densidad óptima para esta región tiene un valor de 2300 kg/m3. Esta densidad se usó para preparar un mapa de anomalías residuales isostáticas en el sistema de Airy-Heiskanen. Las principales anomalías reconocidas en este mapa se interpretaron con relación al grado de balance isostático y a las densidades de las rocas cercanas a la superficie.