1. Modelamiento e Inversión de datos Magnéticos en la costa
Sur de Alaska y Oeste de Canadá: Un análisis de la
subducción.
Daniel Andrés Aramburo Vélez
daaramburov@unal.edu.co
Universidad Nacional de Colombia. Bogotá. Colombia
RESUMEN
Mediante el análisis de los sismos en doce diferentes perfiles en la costa Oeste de Norteamérica,
hacia el Golfo de Alaska; se estimó la geometría de la subducción a lo largo de ellos. Datos de
Anomalías Magnéticas de la zona se modelaron en la herramienta Forward Modelling del
software MAG2DATA diseñado por Stefano Stocco (Stocco et al, 2009), los resultados arrojados
por el software no son en totalidad concordantes con los de la geometría de la subducción
estimada por la prevalencia que da el software a los prismas superficiales durante la
interpolación. Se observan rasgos de la expansión del suelo oceánico y las inversiones
Geomagnéticas como la constante alternancia de contrastes de susceptibilidad magnética entre
positivo y negativo para la gran mayoría de los perfiles.
ABSTRACT
By the analysis of earthquakes lengthwise twelve different profiles around the North American
West Coast, the subduction geometry was estimated. Magnetic data was modelled by Forward
Modelling tool in MAG2DATA software by Stefano Stocco (Stocco et al, 2009), results are not
concordant at all with those estimated of subduction geometry because of the prevalence of the
software to the superficial prisms during interpolation. Features of sea floor expansion and
Geomagnetic inversions are observable such as positive-negative Magnetic Susceptibility
contrast alternation in almost all profiles.
1. Introducción
La zona de estudio abarca la costa Oeste de
Norteamérica, en latitudes desde los 60° N
hasta los 57° N. El marco tectónico está
enmarcado por la subducción de la placa
Pacífica bajo la Placa Norteamericana y se
distingue por el cambio de rumbo del contacto
entre estas, por lo que al parecer se produce
subducción tanto Norte-Sur como Este-Oeste,

2. teniendo el último un mayor componente de
cizalla (Finzel et al, 2011). Mediante la
inversión de datos Magnéticos se pretende
modelar el comportamiento de la placa
Pacífica bajo la norteamericana, estimar el
ángulo de inclinación de la subducción para
algunos perfiles N-S y E-W, así como estimar
valores de susceptibilidad magnética para la
placa que subduce.
Se estimó conveniente la realización de seis
perfiles N-S y seis E-W, para cada uno de
estos se realizó un análisis de la sismicidad
referente a la profundidad de ocurrencia de
terremotos históricamente con el fin de
conocer la geometría de la subducción en la
zona para el posterior modelamiento.
Fig. 1. Orientación de algunos de los perfiles realizados con sus respectivos sismos. Adaptado de: USGS. (2013).
Earthquake List/Map/Search. http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/map/. Nótese la mayor profundidad de los
sismos hacia el Norte, sobre todo en los perfiles más occidentales.
1.1. Estimación de la Geometría en la
subducción
Para seis de los doce perfiles se realizó un
análisis de los sismos históricamente
registrados en la página web de la U.S.
Geological Survey con el fin de conocer un
poco la geometría en la subducción, sobre todo
lo que tiene que ver con el ángulo de
buzamiento de la placa que subduce y la
profundidad de la misma a lo largo del perfil,
con el fin de realizar el posterior
modelamiento de los datos magnéticos con el
software destinado para ello.
1.1.1. Perfiles Este-Oeste
A continuación se presenta el análisis de la
sismicidad en tres de los seis perfiles Este-
Oeste realizados:

3. Fig. 2. Sismos con Magnitudes mayores a 4 a lo largo
de un Perfil E-W de latitud 59° N.
Fig. 3. Sismos con Magnitudes mayores a 4 a lo largo
de un Perfil E-W de latitud 59° N.
Fig. 4. Sismos con Magnitudes mayores a 4 a lo largo
de un Perfil E-W de latitud 57° N, se evidencia grosso
modo la inclinación de la placa Pacífica bajo la
norteamericana.
En las figuras 2, 3 y 4 se evidencian algunos
patrones que tienen que ver con las
características de la subducción en cada una de
las zonas, lo que después será útil durante el
modelamiento de los datos magnéticos. En
general se observa profundidades de
ocurrencia de sismos que van hasta los 180 km
en la zona Oeste y sismicidad algo más
superficial hacia el Este (Fig. 1) que no
presenta el patrón inclinado de las anteriores
figuras (Figs 1 y 3).
1.1.2. Perfiles Norte-Sur
Para tres perfiles Norte-Sur se realizó el
mismo procedimiento, los resultados se anexan
a continuación:
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
-140 -139 -138 -137 -136
Profundidad(km)
Longitud (°)
-180
-160
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
-156 -155 -154 -153 -152 -151
Profundidad(km)
Longitud (°)
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
-159-158-157-156-155-154-153-152-151-150-149-148
Profundidad(km)
Longitud (°)

4. Fig. 5. Sismos con Magnitudes mayores a 4 a lo largo
de un Perfil N-S de longitud 164° W. Obsérvese la
discontinuidad de los sismos en latitudes entre los 54 °
y 55 ° N.
Fig. 6. Sismos con Magnitudes mayores a 4 a lo largo
de un Perfil N-S de longitud 149° W.
Fig. 7. Sismos con Magnitudes mayores a 4 a lo largo
de un Perfil N-S de longitud 141° W.
En general resulta más complicado el análisis
de los perfiles N-S debido a la gran
distribución de la sismicidad en todas las
profundidades, lo que se reflejará más adelante
en las inversiones magnéticas.
2. Investigaciones anteriores
Los resultados obtenidos pueden ser
comparados con investigaciones que tienen
que ver con la subducción en la zona de
estudio, en este caso una publicación de Earth
& Planetary Science Letters:
-300
-250
-200
-150
-100
-50
0
52 53 54 55 56
Profundidad(km)
Latitud (°)
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
59 60 61 62 63
Profundidad(km)
Latitud (°)
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
58 58.5 59 59.5 60 60.5 61
Profundidad(°)
Latitud (°)

5. Fig. 8. Mapa de Alaska del sur ilustrando sismicidad de profundidades mayores a 50 km. Tomado de Finzel, E.
Trop, J. Ridgway K. Enkelmann, E. (2011). Upper plate proxies for flat-slab subduction processes in southern
Alaska. Earth and Planetary Science Letters, 303, 350.
Fig. 9. Mapa de Alaska del sur ilustrando sismicidad de
profundidades mayores a 50 km. Tomado de Finzel, E.
Trop, J. Ridgway K. Enkelmann, E. (2011). Upper
plate proxies for flat-slab subduction processes in
southern Alaska. Earth and Planetary Science Letters,
303, 350.
En este trabajo se realizaron tres perfiles
con orientaciones perpendiculares a la
subducción (Fig 8.) con el fin de evaluar la
geometría de la placa que subduce dando
resultados muy similares a los obtenidos.
Se puede evidenciar que en el Perfil A
(Este) los sismos son bastante someros, lo que
concuerda bastante con lo concluido en la Fig.
7. (141° W) en el que se presentan sismos muy
poco profundos hacia el Sur, y algo más
profundos hacia los 62° N. Por su parte el
Perfil B (Central) muestra la gran distribución
de los sismos entre los 59° y 63° N, tal como
en la Fig. 6 pero brinda una idea más amplia
de lo que es la geometría de la subducción en
esta zona, lo que no se pudo evidenciar en el

6. corte central realizado en este trabajo. El Perfil
C (Oeste) muestra claramente la geometría de
la subducción, aclarando además que esta se
presenta mucho más al Norte que el perfil de
la Fig. 5, por lo cual la sismicidad observada
en esta es bastante somera.
3. Análisis de los datos magnéticos.
Los datos de anomalías magnéticas fueron
obtenidos del mapa magnético global (Maus et
al, 2007) y el tratamiento de dichos datos fue
realizado en Matlab con el fin de obtener las
variaciones en las anomalías para los perfiles
propuestos para después proceder al
modelamiento en MAG2D, un software
diseñado para realizar inversiones de datos
magnéticos y modelamiento a partir de los
mismos. Los resultados obtenidos del
procesamiento de los datos se presentan a
continuación:
3.1. Anomalías Regionales
En primer lugar se hizo una representación
tridimensional de todos los datos magnéticos
disponibles de la zona de interés.
Fig. 10. Mapa de Anomalías Magnéticas regionales en la zona de estudio. Nótese la similitud de las anomalías con
la batimetría de la fig.1.
En la Fig. 10 se presenta el mapa de
anomalías regionales de la zona de estudio, se
evidencia el contraste entre las dos placas
tectónicas en estudio. Hacia la zona Sur,
sobretodo en el Este se observan las bandas
que son el resultado de las inversiones
Geomagnéticas y la expansión del suelo
oceánico.

7. Fig. 11. Vista de Planta del mapa de Anomalías Magnéticas regionales en la zona de estudio.
En las Figs. 10 y 11, se observa una gran
anomalía positiva en longitudes desde los 152°
a 157° W y latitudes entre 56° y 58° N, esta
anomalía se estudiará en detalle mediante el
modelamiento de los datos en el Perfil No. 1.
La similitud de la curvatura en las Figs. 1 y 11
se produce a diferentes latitudes,
presentándose la característica magnética un
poco más al Norte que la batimétrica.
3.2. Perfiles
Se realizaron de seis perfiles N-S y seis E-
W con el fin de revisar las anomalías
Magnéticas a lo largo de cada uno de ellos, el
procesamiento de los datos se hizo con Matlab
y se generó para cada uno de ellos tanto el
perfil de anomalías regionales como el de
anomalías residuales. Los perfiles fueron
realizados a lo largo de la costa extendiéndose
2° costa adentro y 2° costa afuera excepto para
el perfil 3.2.2.1. que se extendió un poco más
costa afuera con el fin de analizar la gran
anomalía descrita en las Figs. 10 y 11.
Para obtener las anomalías residuales se
implementó un filtro Lowpass diseñado en
Matlab.
3.2.1. Perfiles N-S
3.2.1.1 Longitud 164° W, de 52.4° N a 56.4° N
La Fig. 12 muestra el resultado del
procesamiento de los datos Magnéticos en
Matlab en el perfil Magnético de la zona
descrita.
Fig. 12. Perfil 3.2.1.1. de Anomalías Magnéticas
regionales y residuales. Anomalías regionales en azul,
residuales en rojo.

8. Fig. 13.Ubicación del perfil 3.2.1.1. el más Occidental de los perfiles N-S. Se observan los sismos presentados
históricamente a lo largo del perfil clasificados por su magnitud y profundidad.
3.2.1.2. Longitud 149° W, de 58° N a 62° N
La Fig. 14 muestra el perfil Magnético de la
zona descrita.
Fig. 14. Perfil 3.2.1.2. de Anomalías Magnéticas
regionales y residuales. Anomalías regionales en azul,
residuales en rojo.
3.2.1.3. Longitud 141° W, de 57.8° N a 61.8°N
Fig. 15. Perfil 3.2.1.3. de Anomalías Magnéticas
regionales y residuales. Anomalías regionales en azul,
residuales en rojo.

9. Fig. 16.Ubicación del perfil 3.2.1.2. Se observan los sismos presentados históricamente a lo largo del perfil
clasificados por su magnitud y profundidad.
Fig. 17.Ubicación del perfil 3.2.1.3. Se observan los sismos presentados históricamente a lo largo del perfil
clasificados por su magnitud y profundidad.

10. 3.2.1.4. Longitud 160° W, de 56.7° N a
60.7°N
Fig. 18. Perfil 3.2.1.4. de Anomalías Magnéticas
regionales y residuales. Anomalías regionales en azul,
residuales en rojo.
3.2.1.5. Longitud 147° W, de 58° N a 62° N
Fig. 19. Perfil 3.2.1.5. de Anomalías Magnéticas
regionales y residuales. Anomalías regionales en azul,
residuales en rojo.
3.2.1.6. Longitud 139° W, de 57.3° N a
61.3°N
Fig. 20. Perfil 3.2.1.6. de Anomalías Magnéticas
regionales y residuales. Anomalías regionales en azul,
residuales en rojo
3.2.2. Perfiles E-W
3.2.2.1. Latitud 57° N, de 159° W a 149° W
Fig. 21. Perfil 3.2.2.1. de Anomalías Magnéticas
regionales y residuales. Anomalías regionales en azul,
residuales en rojo.

11. .
Fig. 22.Ubicación del perfil 3.2.2.1. Se observan los sismos presentados históricamente a lo largo del perfil
clasificados por su magnitud y profundidad.
3.2.2.2. Latitud 59° N, de 155.5° W a
151.5°W
Fig. 23. Perfil 3.2.2.2. de Anomalías Magnéticas
regionales y residuales. Anomalías regionales en azul,
residuales en rojo.
3.2.2.3. Latitud 59° N, de 140.1° W a
136.1°W
Fig. 24. Perfil 3.2.2.3. de Anomalías Magnéticas
regionales y residuales. Anomalías regionales en azul,
residuales en rojo.

12. Fig. 25.Ubicación del perfil 3.2.2.2. Se observan los sismos presentados históricamente a lo largo del perfil
clasificados por su magnitud y profundidad.
Fig. 26. Ubicación del perfil 3.2.2.3. Se observan los sismos presentados históricamente a lo largo del perfil
clasificados por su magnitud y profundidad.

13. 3.2.2.4. Latitud 60° N, de 164° W a 160° W
Fig. 27. Perfil 3.2.2.4. de Anomalías Magnéticas
regionales y residuales. Anomalías regionales en azul,
residuales en rojo.
3.2.2.5. Latitud 59° N, de 163.9° W a
159.9°W
Fig. 28. Perfil 3.2.2.5. de Anomalías Magnéticas
regionales y residuales. Anomalías regionales en azul,
residuales en rojo.
3.2.2.6. Latitud 58° N, de 159.7° W a 155.7°
W
Fig. 29. Perfil 3.2.2.6. de Anomalías Magnéticas
regionales y residuales. Anomalías regionales en azul,
residuales en rojo.
4. Modelamiento de los datos magnéticos en
MAG2DATA
El modelamiento de los datos magnéticos
se hizo mediante el programa mencionado, a
partir de una de las herramientas con las que
este cuenta.
4.1. Forward Modelling
Esta herramienta consiste básicamente en el
método de prueba y error, mediante la división
del subsuelo en un número de prismas
determinado, y otorgando propiedades de
contraste de susceptibilidad magnética a los
prismas se puede ajustar un modelo
interpolado por el programa a el modelo real
que puede ser también cargado al programa
para compararlo, de tal forma que conociendo
algo de la geometría del subsuelo (razón por la
cual se llevó a cabo el análisis de la

14. sismicidad) y el perfil de anomalías
Magnéticas (calculado en la sección 3.2) se
podrían conocer algunas de las propiedades
magnéticas de los cuerpos en profundidad, a
continuación se muestra el procedimiento para
realizar la interpolación en MAG2DATA con
los datos del perfil 3.2.2.1.
Fig. 30. Interfaz inicial del software MAG2DATA
La herramienta a utilizar en esta sección es
Forward Modelling:
Fig. 31. Interfaz del software MAG2DATA,
Herramienta Forward Modelling
En la opción “Load .txt file” se cargan los
datos magnéticos del perfil, con los cuales se
elaboró el perfil de anomalías magnéticas de
la sección 3.2, en este caso el Perfil 3.2.2.1.
Como el perfil a elaborar es de anomalías
residuales se utilizaron estos datos, pero en
este caso los datos residuales se obtuvieron no
por el filtro diseñado en Matlab sino mediante
la herramienta residuos del software Surfer 10.
La Inclinación magnética es tomada en el
centro del perfil, en este caso en 57° N, 154°
W.
Fig. 32. Declinación e Inclinación Magnética en el
centro del Perfil 3.2.2.1. Tomado de: British
Geological Survey. (2013). World Magnetic Model 2010
Calculator.
http://www.geomag.bgs.ac.uk/data_service/models_com
pass/wmm_calc.html.
Para todos los casos se tomó la inclinación
a la fecha de realización del trabajo dado que
no se cuenta con datos de fechas de toma de
los datos Magnéticos en el artículo de Maus et
al (2007).

15. Fig. 33. Interfaz del software MAG2DATA, Ajuste de
modelos
La interpolación se repite hasta que los
perfiles observado (Puntos azules) y calculado
(azul) coincidan; a partir de ahí se procede
con la interpolación en la siguiente interfaz. A
continuación se muestran los resultados para
los perfiles realizados:
4.1.1. Perfil 3.2.1.1.
Fig. 34. Resultado de la interpolación mediante la
herramienta Forward Modelling para el perfil 3.2.1.1.
4.1.2. Perfil 3.2.1.2.
Fig. 35. Resultado de la interpolación mediante la
herramienta Forward Modelling para el perfil 3.2.1.2.
4.1.3. Perfil 3.2.1.3.
Fig. 36. Resultado de la interpolación mediante la
herramienta Forward Modelling para el perfil 3.2.1.3.

16. 4.1.4. Perfil 3.2.1.4.
Fig. 37. Resultado de la interpolación mediante la
herramienta Forward Modelling para el perfil 3.2.1.4.
4.1.5. Perfil 3.2.1.5.
Fig. 38. Resultado de la interpolación mediante la
herramienta Forward Modelling para el perfil 3.2.1.5.
4.1.6. Perfil 3.2.1.6.
Fig. 39. Resultado de la interpolación mediante la
herramienta Forward Modelling para el perfil 3.2.1.6.
4.1.7. Perfil 3.2.2.1.
Ver Fig. 33.
4.1.8. Perfil 3.2.2.2.
Fig. 40. Resultado de la interpolación mediante la
herramienta Forward Modelling para el perfil 3.2.2.2.

17. 4.1.9. Perfil 3.2.2.3.
Fig. 41. Resultado de la interpolación mediante la
herramienta Forward Modelling para el perfil 3.2.2.3.
4.1.10. Perfil 3.2.2.4.
Fig. 42. Resultado de la interpolación mediante la
herramienta Forward Modelling para el perfil 3.2.2.4.
4.1.11. Perfil 3.2.2.5.
Fig. 43. Resultado de la interpolación mediante la
herramienta Forward Modelling para el perfil 3.2.2.5.
4.1.12. Perfil 3.2.2.6.
Fig. 44. Resultado de la interpolación mediante la
herramienta Forward Modelling para el perfil 3.2.2.6.

18. 5. Conclusiones
- Se modelaron seis perfiles N-S y seis
E-W mediante el análisis de la geometría de la
subducción para reemplazarla en la
herramienta Forward Modelling del software
MAG2DATA, sin embargo el software afecta
mayoritariamente los perfiles por los datos
superficiales y no con los en profundidad, por
lo que los modelos obtenidos en la sección 4.
no son en su totalidad concordantes con los de
la sección 2.
- En los modelos obtenidos de la
herramienta Forward Modelling se observa la
constante alternancia de contrastes de
susceptibilidad magnética entre positivo y
negativo para la gran mayoría de los perfiles,
posiblemente esto se deba a las inversiones
Geomagnéticas y la expansión del suelo
oceánico (también observable en las Figs. 10 y
11), es posible que la mayor parte del área
escogida se encuentre sobre corteza oceánica.
REFERENCIAS
British Geological Survey. (2013). World
Magnetic Model 2010 Calculator.
Recuperado en Junio 8 de 2013, Página
web. Disponible en:
http://www.geomag.bgs.ac.uk/data_service/
models_compass/wmm_calc.html.
Finzel, E. Trop, J. Ridgway K. Enkelmann, E.,
2011. Upper plate proxies for flat-slab
subduction processes in southern Alaska.
Earth and Planetary Science Letters, 303,
348-360.
Maus, S. Sazonova, T. Hemant, K. Fairhead, J.
Ravat, D., 2007 National Geophysical Data
Center candidate for the World Digital
Magnetic Anomaly Map. Geochemistry,
Geophysics, Geosystems: an electronic
journal of the earth sciences, 8.
Stocco, S. Godio, A. Sambuelli, L.,
2009.Modelling and compact inversion of
magnetic data: A Matlab code. Computers
& Geosciences, 35, 2111-2118.
U.S Geological Survey. (2013). Earthquake
List/Map/Search. Recuperado en Junio 4 de
2013, Página web. Disponible en:
http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/map
/.