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En la presente tesis se desarrolla el procesamiento, interpretación e implementación de las observaciones de altimetría láser, principalmente las provenientes de la misión ICESat-2, sobre distintas componentes de la hidrósfera en la Patagonia austral. Se muestra la capacidad de estas observaciones para producir resultados de relevancia científica en el monitoreo de componentes del ciclo del agua sobre la zona de estudio, permitiendo predecir y modelar la evolución de los distintos cuerpos de agua, característica esencial para la toma de decisiones geopolíticas. Se demuestra la posibilidad de generar productos independientes que muestran concordancia con los fenómenos observados por otras técnicas, así como productos compuestos provenientes de la combinación de técnicas que logran mejorar las capacidades de ambas técnicas por separado. Se realizan estimaciones de la precisión de las observaciones, así como métodos para su utilización a futuro. Se presentan resultados de tasas de cambio del nivel de hielo obtenidos sobre los Campos de Hielo Patagónicos, utilizando observaciones de ICESat y ICESat-2, y comparándolas con las tasas obtenidas por InSAR; de la superficie promedio del agua y altura de referencia de los mareógrafos sobre los grandes lagos patagónicos, combinando observaciones de ICESat-2 y mareógrafos; y de caracterización del comportamiento hidrodinámico dentro y fuera de la Bahía San Julián, obtenidos con ICESat-2, comparándolo con los comportamientos predichos por los modelos de mareas FES2014b y EOT20. Se desarrollan, además, recomendaciones para la aplicación práctica de estos resultados en campañas de relevamiento en la región. Los resultados descriptos demuestran las variadas aplicaciones de las observaciones de altimetría láser en general y ICESat-2 en particular, motivando a futuras implementaciones de esta técnica en el país y en otras regiones similares., Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas

El Observatorio Argentino-Alemán de Geodesia (AGGO) es un observatorio geodésico fundamental ubicado en las cercanías de la ciudad de La Plata, Argentina. AGGO cuenta con las principales técnicas geodésicas colocalizadas, GNSS, VLBI y SLR, complementadas con técnicas gravimétricas. El laboratorio de gravimetría está actualmente equipado con dos gravímetros: el gravímetro superconductor SG038, el cual registra en forma continua las variaciones del campo de gravedad desde diciembre del 2015; y el gravímetro absoluto FG5-227, que mide periódicamente desde enero del 2018. AGGO es la única estación en funcionamiento con estas características en América del Sur y el Caribe. Los gravímetros superconductores (SGs) son los gravímetros relativos de mayor sensibilidad y estabilidad, con la capacidad de detectar señales geofísicas y geodinámicas en un amplio rango espectral. Desde este punto de vista, una medición de gravedad debe ser considerada como una señal integradora, donde las componentes de menor amplitud pueden aislarse y estudiarse sólo mediante un cuidadoso procesamiento de las observaciones y modelado de los efectos de sus principales contribuciones. Esta Tesis tiene como objetivo analizar y comprender las principales variaciones de gravedad medidas por el SG038 en AGGO. En primer lugar, se analizaron los parámetros instrumentales del SG038 mediante la combinación de sus observaciones con mediciones de gravedad absoluta del FG5-227. Esta combinación también facilitó el establecimiento de la función de referencia de gravedad para AGGO, que posibilita la predicción de valores absolutos de gravedad basados en el SG038. Mediante esta función de referencia, junto con la disponibilidad de varios pilares para realizar comparaciones entre gravímetros absolutos, AGGO cuenta con los requerimientos para establecerse como una estación de referencia y comparación del Marco de Referencia Internacional de Gravedad (IGRF). A partir de un cuidadoso preprocesamiento de cinco años de las observaciones del SG, se obtuvo un modelo de mareas para AGGO que describe tanto los efectos de mareas terrestres como los de carga oceánica mareal. Este modelo permite eliminar de manera efectiva las componentes de marea de las mediciones de gravedad en la estación, lo que no es posible realizar en forma precisa con modelos teóricos. Los residuos de gravedad del análisis de mareas están dominados por efectos hidrológicos, superpuestos por señales que se relacionan con efectos de carga no-mareal del océano. Esto motivó el análisis de los efectos de la carga oceánica no-mareal y su relación con las correcciones atmosféricas, encontrando que los métodos actuales subestiman el efecto total. En consecuencia, en este trabajo se propone un nuevo método para combinar tales efectos, el cual tiene en cuenta todas las contribuciones de la atmósfera y los océanos. Este método mostró una reducción significativa de la variabilidad de los residuos de gravedad registrada con SGs en comparación con los métodos clásicos no sólo en AGGO, sino también en otras estaciones. Finalmente, los resultados de esta Tesis contribuyen a establecer a AGGO como la primera estación de referencia del IGRF a nivel regional y a comprender las variaciones de gravedad registradas por los SGs, lo que facilita futuros trabajos en esta y otras estaciones. La comprensión y eliminación de las principales componentes de las variaciones de gravedad observadas mediante un procesamiento detallado es imprescindible para investigar otros fenómenos de origen geofísico/geodinámico., Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas

En esta tesis se desarrolló un método para deducir factores de escala para describir variaciones temporales de la velocidad de flujo y de la tasa de acumulación de nieve en la región del Lago Vostok, en la Antártida Oriental, con el objetivo de aportar a la reconstrucción paleo-geográfica/paleo-climática de la región. El trabajo requirió la combinación de técnicas de observación in situ geofísicas (Radar por radio eco), geodésicas (observaciones GNSS) y glaciológicas (balisas de acumulación). También implicó la elaboración de scripts para el procesamiento de los datos y su visualización. Los resultados obtenidos revelan que durante períodos fríos (eras de hielo, glaciaciones con máximos hace 20.000, 140.000, 270.000 años); los cuales se corresponden con interfaces detectadas en el testigo de hielo 5G-1 en la estación Vostok y en los perfiles de radio eco, la tasa de acumulación se reduce en un factor promedio de 0.4 con respecto a la tasa de acumulación actual. Por otro lado, se comprobó que durante los periodos glaciares el factor de escala para la velocidad era < 0.5 para la mayoría de las interfaces, solo 2 interfaces correspondientes a las edades de 11.400 y 90.200 años se encuentran con un valor > 1. Por otro lado, no se pudo establecer una relación directa, entre los periodos donde la tasa de acumulación fue baja y la velocidad del flujo de hielo. Estos resultados afirman que el espesor resultante del análisis de la geometría de las interfaces internas, es una combinación de efectos dinámicos y glaciológicos. También determinó la ubicación correspondiente al origen del testigo de hielo para las interfaces, teniendo en cuenta la variación temporal de la velocidad. Los resultados destacan la importancia de considerar el ajuste temporal de los parámetros velocidad de flujo de hielo y tasa de acumulación. Sin estas correcciones, la velocidades en el pasado hubiesen sido sobrestimadas para las interfaces. Los resultados presentados representan un aporte independiente al análisis del testigo de hielo de Vostok y su interpretación paleoclimática., Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas

La medición de cualquier señal que cambia en el tiempo lleva implíci- ta la necesidad de considerar un sistema de referencia invariante. En el caso de la Geodesia, ese sistema de referencia debe materializarse sobre la superficie del planeta, que se halla en cambio permanente como consecuencia de numerosos procesos geofísicos. Para estudiar los fenómenos de cambio global es imprescindible que la Geodesia proporcione un marco de referencia de alcance global, preciso a nivel milimétrico y estable a lo largo de décadas. Para realizar ese marco de referencia es necesario modelar y reducir minuciosamente todos los cambios de las coordenadas que lo materializan, incluyendo, en- tre ellos, la deriva de las placas tectónicas, los movimientos causados por episodios sísmicos y volcánicos, los fenómenos de subsidencia y levantamiento, las mareas terrestres, las deformaciones causadas por las cargas hidrológica, atmosférica, oceánica, criosférica, etcétera. La presente Tesis de Doctorado en Geofísica tiene como objetivo principal mejorar los modelos de respuesta cortical de la Tierra a es- cala regional. La consecuencia más importante de lograr una mejor determinación del comportamiento cortical es reducir los efectos geo- físicos que motivaron esta respuesta observada. Para esto, es impera- tivo mejorar la estimación de las propiedades reológicas del material que compone la corteza terrestre, esto es, valores regionales del mó- dulo de Young E y de la relación de Poisson ν. El trabajo de esta Tesis se desarrolló utilizando datos de la red SIRGAS-CON y datos de la misión satelital GRACE para la estimación de las variaciones de las cargas superficiales en las regiones cercanas a cada estación GPS. Se analizarán los diferentes productos que brinda la red SIRGAS- CON, esto es, las soluciones semanales semilibres, las coordenadas semanales ajustadas al marco ITRF4 y las soluciones multianuales, se analizará la potencialidad de cada una y sus errores y se verá por qué conviene para la presente Tesis trabajar con coordenadas ajustadas semanalmente y la precisión que se puede lograr con ellas. En el caso de las cargas, se analizará cada nivel de dato ofrecido por la misión GRACE, se verá cómo transformar variaciones temporales de los coeficientes del desarrollo en armónicos esféricos del potencial gravitatorio en variaciones de las presiones superficiales; se analizará los errores de la señal haciendo enfásis en el más discutido y ana- lizado en la actualidad: los stripes norte-sur. Para reducir este error se aplicará primero una rutina propia para remover un patrón de co- 4 Siglas en inglés de International Terrestrial Reference Frame. rrelación sistemático de los coeficientes y luego se aplicará un filtro gaussiano para suavizar los efectos remanentes de dichos stripes. La segunda parte de la Tesis se aboca específicamente al modela- do de la respuesta cortical. Se analizan tres modelos diferentes que surgen a partir de resolver la ecuación de equilibrio elástico de un cuerpo sometido a un estado de tensión, suponiendo diferentes mo- delos de carga y del medio: (1) el modelo clásico o de Farrell que utiliza los números de Love de carga según modelos de Tierra SNREI5 , las funciones de Green y valores estimados globales de densidad superfi- cial de masa; (2) un modelo empírico en el cual se reemplaza la función de Green por otra con comportamiento similar pero dependiente del sitio en donde se evalúa la deformación; y (3) un modelo analítico o regional considerando que para deformaciones de escala regional es posible considerar a la corteza como un semiespacio elástico lo que permite encontrar una expresión de las deformaciones en función de los parámetros elásticos regionales. Los tres modelos analizados logran representan bien los principales rasgos de las deformaciones verticales como son las variaciones anua- les, variaciones semianuales y alteraciones en las amplitudes anuales por cambios en los patrones climáticos como la Oscilación del Sur El Niño (ENSO). El modelo regional modela mejor desviaciones del comportamiento armónico así como también representa mejor las va- riaciones para estaciones que se alejan de las fuentes de carga impor- tantes. A partir del modelo analítico, se estimaron por primera vez valores del Módulo de Young a partir de datos GPS en 40 estaciones GPS en América del Sur. La comparación con el único valor determi- nado para una estación (11) muestra una gran consistencia y apoya la validez del modelo presentado en la presente Tesis., Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas