A Pseudo 3D seismic refraction tomography for exploring archaeological structures Translated title: Una pseudo tomografía 3D de refracción sísmica para explorar estructuras arqueológicas

Abstract

Abstract In the seismic refraction method, refracted waves provide the velocity and irregularity of the substratum. In this study, we took advantage of this method to construct 3D images of the refractor subsurface for two rectangular arrays of sources and receivers. The procedure consists of fitting a straight line to the refracted arrival times that pass through each of the cells that discretize the study surface. The slope inverse is the P-wave velocity, and the intercept time allows us to estimate the substratum depth. We applied this method to two archaeological zones where it was necessary to know the structure of the subsoil velocity and the possible presence of anomalies associated with buried constructions. The results show velocity anomalies related to buried structures and lateral discontinuities due to changes in the refractor layer composition. At the site of Plazuelas, Guanajuato, the slope irregularity of this refractor indicates the unevenness of the ground that had to be filled for the Pyramid's construction. At the Xalasco site, Tlaxcala, impedance contrast is low, but lateral velocity variations show anthropogenic anomalies related to the distribution of remains of ceremonial archaeological foundations.

Translated abstract

Resumen En el método de refracción sísmica las ondas refractadas proveen la velocidad e irregularidad del subestrato. En este estudio aprovechamos el principio de este método para construir imágenes 3D de la superficie refractora para dos arreglos rectangulares de fuentes y receptores. El procedimiento consiste en ajustar los tiempos de arribo de las ondas refractadas que cruzan cada una de las celdas que discretizan la superficie de estudio. El inverso de la pendiente es la velocidad de onda compresional y el intercepto permite calcular la profundidad del subestrato. Aplicamos este método a dos zonas arqueológicas donde se requería conocer la estructura de velocidad del subsuelo y la posible presencia de anomalías asociadas a construcciones enterradas. Los resultados muestran la presencia de anomalías de velocidad que se pueden relacionar con estructuras enterradas y discontinuidades laterales por cambios en la composición de los materiales del subestrato refractor. En el sitio de Plazuelas, Guanajuato, la irregularidad en la pendiente de este refractor indica el desnivel del terreno que tuvo que ser rellenado para la construcción de la Pirámide. En el sitio de Xalasco, Tlaxcala, el contraste de impedancia es bajo, pero las variaciones laterales de velocidad muestran anomalías de origen antropogénico que se pueden relacionar con estructuras arqueológicas de interés.