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XI CONGRESO DE GEOLOGÍA DE AMÉRICA CENTRAL
Ciudad de Panamá,
Septiembre 12 de 2013
MARCO GEOTECTÓNICO DEL NOROESTE DE AMÉRICA DEL SUR
El noroeste de América del Sur es una compleja área donde la Tectónica es dominada
por la interacción de tres grandes placas: Suramérica, Nazca, Caribe y bloques
Tectónicos adicionales, por ejemplo, el Bloque Panamá-Chocó, Bloque de los Andes del
Norte y Bloque Maracaibo (Suter, 2008). Los procesos de subducción de estas placas,
notablemente de Nazca y Suramérica, generan alta tasa de sismicidad, un relieve
irregular y actividad volcánica (Salcedo, 2011).
Figura 4. Convergencia de las placas tectónicas en la esquina
noroccidental de suramérica, involucra las placas de Cocos, Nazca,
Caribe y Suramérica (Fuente: Trenkamp et al., 2002)
Figura 5. Esquematización de la zona de subducción. (Tomada de:
http://www.google.com.co/imgres?imgurl=http://rincongeologico.iesp
ana.es
MARCO GEODINÁMICO DEL NOROESTE DE AMÉRICA DEL SUR
La placa Caribe se desplaza con respecto a América del Sur en dirección este a sureste a
una velocidad entre 10 y 22 mm/año, mientras que la placa Nazca se mueve en
dirección este, a una velocidad de 50 a 78 mm/año (Pennington, 1981; Freymueller et
al., 1993; Ego et al., 1996; Mountney and Westbrook, 1997; Gutscher et al., 1999;
Taboada et al., 2000; Trenkamp et al., 2002;White et al., 2003).
Figura 6. Geodinámica del Noroeste de América del Sur: de las
diferentes placas y bloques tectónicos con respecto a Suramérica
(Fuente: Suter, 2008).
Figura 7. Estaciones GNSS correspondientes al proyecto GEORED
de Colombia.
(Fuente: Mora, H., 2012).
MODELOS PROPUESTOS
Numerosos estudios se han realizado para encontrar el modelo que más se ajuste a la
caracterización cinemática que tiene el proceso de convergencia de placas en la región,
así como también conocer su estructura geomorfológica.
Figura 8. Segmentación de la zona de subducción en la esquina
noroccidental de Suramérica propuesta por Pennington (Fuente:
Pennington, 1981).
Figura 9. Secciones hipocentrales correspondientes a los
segmentos de Murindó y Cauca (Fuente: Monsalve, 1998)
Figura 10. Caracterización Tectónica de la esquina
noroccidental de Suramérica y movimientos relativos de
placas a partir de datos GPS (Fuente: Gutscher, 1999).
Figura 11. Marco geodinámico del norte de Suramérica
donde se muestra la fragmentación de la región en diversos
bloques continentales como consecuencia de la saturación
del Bloque Chocó (en verde) contra Suramérica (Fuente:
Audemard, 2002).
MODELOS PROPUESTOS
MODELOS PROPUESTOS Figura 12. Modelo tridimensional de la subducción placas en el
noroeste de Sur América. Se muestran los segmentos de Perú, Ecuador y
central de Colombia, de la Placa Nazca, y la placa Caribe. La
sismicidad del “nido” de Bucaramanga está localizado en el extremo
sur de la placa Caribe (Fuente: Corredor, 2003)
Figura 13. Definición de fuentes sismogénicas de la zona de
subducción, según Arcila y Dimaté, realizado para la evaluación de la
amenaza sísmica probabilística dentro del estudio de microzonificación
de Santiago de Cali. (Fuente: INGEOMINAS-DAGMA, 2005)
MODELOS PROPUESTOS
Hace 10 Ma se inicio la colisión del Arco de Panamá con el Noroeste de América de
Sur, la propagación de desgarre de los 240 Km del «Caldas Tear» contrastan con dicha
colisión. Una parte de este modelo hace referencia al acoplamiento del Arco de Panamá
con la placa Caribe hacia Colombia con un ángulo de subducción menor a 15°, con la
presencia de una corteza de más de 20 km donde se genera la sismicidad superficial
de importancia entre Colombia y Panamá.
Figura 14. a) Límites de los márgenes de convergencia de la Placa Caribe, el identador de Panamá, Nazca y Suramérica. b) El nido
sísmico de Murindó localizado en las proximidades con Panamá, responde a la convergencia entre el Arco identador de Panamá y
la placa del Caribe. Los cambios en el ángulo de subducción de la placa Caribe hacia Colombia, generan el nido sísmico de
Bucaramanga. El fracturamiento de la placa Nazca con un ángulo de buzamiento mayor hacia el sur de Colombia explica la
presencia de actividad volcánica como el nido sísmico de Cauca (Fuente: Carlos Vargas and Paul Mann, 2013).
EL ANÁLISIS GENERAL DEL SISMO DE AGOSTO 13 DE
2013, ENTRE PANAMÁ Y COLOMBIA
METODOLOGÍA PARA EL ANÁLISIS GENERAL
Detección del evento
UPA
Consulta en otras
fuetes (USGS, GFZ)
Parámetros geométricos
Mecanismo Focal
Magnitud
Consulta de sismicidad
regional (Catálogos)
UCR
UPA
RSNC
OSSO
Espacialización (SIG) Sismología Estadística
Resultados
El día 13 de Agosto de 2013, el sistema
automático SEISCOMP de UPA, detecto un
evento sísmico importante entre Panamá y
Colombia. La localización fue a los 5.87° de
latitud norte y 78.21° de longitud oeste, con
una magnitud de 6.7 en Mw a una
profundidad de 10 Km (Figura16. a). El
evento en SCP, se determino en l minuto y
25 segundos!.
15. a)
15. b) 15. c)
ANÁLISIS GENERAL (DETECCIÓN)
Figura 15. a) Localización del evento por SCP; b) Formas de
onda en trazas de SCP; c) TravelTime del evento e SCP.
Este sismo fue detectado
también por otras redes a
escala local, regional y
mundial.
ANÁLISIS GENERAL (DETECCIÓN)
ANÁLISIS GENERAL (MECANISMO FOCAL)
Los terremotos que ocurre en las zonas
de subducción son generalmente
reconocidos como aliados de las
manifestaciones del descenso de las
placas oceánicas en los limites de
convergencia (Choy et al, 2004).
Figura 18. a) Mecanismo focal del terremoto tomado de la USGS; b)
Localización del mecanismo focal del evento sísmico (Elaboración
propia); c) Distribución de mecanismos focales en la región,
calculados por Eduardo Camacho (UPA).
a)
b) c)
La longitud del plano principal de la ruptura en la dirección de su azimuth (L), su ancho
respecto a la inclinación (W), el área y el volumen puede calcularse con base en las
siguientes relaciones (Risnichenko, 1976; Shebalin, 1971; Shebalin, 1974):
EXTENSIÓN GEOMÉTRICA DE LA RUPTURA
Por tanto la longitud de ruptura L es de 45.6 Km, el área de 790 Km² (el 32.2% del área
de la ciudad de Panamá) y un volumen de 46301.7 Km³ (8000 veces el volumen de
agua contenida en la represa de Gatún).
Donde H corresponde a la profundidad determinada por las réplicas (Δprof = 58.6 Km).
ANÁLISIS GENERAL (SIG)
ANÁLISIS GENERAL (SIG)
Se recopilaron mas de 6500 datos de eventos sísmicos de los últimos 20 años
de magnitud superior a dos (2), con RMS menor a uno (1) y cantidad de
estaciones usadas a partir de tres (3). Los datos fueron suministrados por la
Red de la Universidad de Panamá, Red Sismológica Nacional de Colombia
(RSNC) del Servicio Geológico Colombiano (SGC) y por el Observatorio
Sismológico y Geofísico del Suroccidente Colombiano (OSSO) de la
Universidad del Valle. La zona de estudio fue delimitada entre los 4º a 8° de
latitud norte, y 76° a 79º de longitud oeste. Figura 20. Distribución de la sismicidad entre Panamá y Colombia. a) por magnitudes. b) por profundidad
(Fuente: Elaboración propia, 2013).
ANÁLISIS GENERAL (SISMOLOGÍA ESTADÍSTICA)
Se uso la relación de Gutenberg y Richter (G-R) (1944, 1954) (Aki K. 1965), ya
que esta describe el tamaño de la distribución de los sismos y de la cual se
obtiene los parámetros a y b, con los cuales se puede hallar el periodo de
retorno y la probabilidad de ocurrencia de una evento igual o superior al
estudiado.
.
a) b)
c)
1995
M=6.6
2004
M=6.7
2013
M=6.7
Figura 21. a) Distribución tridimensional de la sismicidad; b)
Relación Richter-Gutenber; c) Grafica de replicas de numero
acumulativo contra tiempo usando el método de Reasenberg
(1985)
ANÁLISIS GENERAL (SISMOLOGÍA ESTADÍSTICA)
Figura 21. Distribución espacial de las replicas del sismo principal.
Fuente: Elaboración propia, 2013.
Una réplica (After Shock) es un evento más pequeño producido después de un
terremoto de gran magnitud (Main shock), en la misma zona. Las réplicas se
distribuyen alrededor del plano de falla, debido al desplazamiento de la corteza
que genera el choque principal.
REPLICAS (SISMOLOGÍA ESTADÍSTICA) a)
b)
c)
d)
Figura 22. a) Distribución tridimensional de las replicas; b) ocurrencia de replicas
diarias; c) variación de magnitud de las replicas diarias; d) grafico de las replicas
acumulativas contra tiempo y relación G-R para las mismas.
La ocurrencia de replicas puede durar desde
unos cuantos días hasta años. Se puede definir
la duración de la actividad de una secuencia de
replicas como el tiempo requerido para que dicha
actividad decrezca al nivel de sismicidad que
tenia antes del evento principal, si es que esta
fuera estacionaria (sismicidad umbral). Las
replicas podrían continuar después de este
tiempo, pero se confundirían con el nivel de
sismicidad umbra (Utsu et al, 1995).
CONCLUSIONES Y RESULTADOS
• La combinación de la instrumentación de banda ancha y corto periodo
genera muy buenos resultados en el monitoreo de la sismicidad local y
regional obteniendo tiempos de detección mas cortos, como es el caso
de Panamá, que cuenta con una red comunitaria de instrumentos
SIXAOLA y DARIEN fabricados por OSOP.
• Es importante implementar en los observatorios sistemas de alerta temprana
con paquetes de detección automática en tiempo real que generen datos
confiables a la comunidad científica y en general.
• La sismicidad presente en las proximidades de la frontera con Panamá y
Colombia puede obedecer a un acoplamiento de convergencia entre el
identador o formon del arco de Panamá y la placa del Caribe. Como
consecuencia de esto se ha propuesto la existencia del nido sísmico de
Murindó (Carlos Vargas, 2013).
• Partiendo de los modelos propuestos por Ponce (2012) para la determinación
del periodo de recurrencia del evento sísmico a partir de los valores a y b de
la relación G-R para el catalogo elaborado y una venta de tiempo estimada
para este caso de 20 años, la probabilidad de que ocurra un evento superior
de M= 6.7, es de un 96.8% en los próximos 6 años.
• Según los resultado obtenidos por Nishenko (1989), quien al estudiar las zonas
sísmicas en el Cinturón de Fuego del Pacifico estimo un 60 a 90% de
probabilidad dependiente para la recurrencia de un sismo de magnitd mayor a 7
en la zona de subducción de Colombia para el periodo de 1989-1999.
• Al calcular el cociente de a y b (a/b), podemos encontrar que la magnitud máxima
esperada es de 7.7. Kanamori (1982) determino mediante cálculos
sismotectónicos para la zona de subducción Colombiana, un evento mayor o
igual a 8.0.
• A partir de los modelos propuestos para el análisis estadístico de replicas
(Gutenberg and Richter, 1954; Utsu, 1961; Shcherbakov, 2004), se calculó para un
tiempo que inicia desde el evento principal y que es igual a 30 días, una serie de 23
replicas aproximadamente con magnitudes superiores a 3. Han transcurrido desde
entonces 23 días y se han detectado 7 replicas, es decir 30% de las esperadas.
• Es importante realizar nuevos estudios que mejoren el conocimiento de la amenaza
sísmica de la zona. Los nuevos estudios deben integrar diferentes disciplinas de las
Geociencias como instituciones de cada país, con el propósito de tener modelos mas
ajustados y sobre los cuales se tomen decisiones importantes desde el punto de vista
de la política de Gestión de Riesgo en ambas naciones.
CONCLUSIONES Y RESULTADOS
http://www.osop.com.pa
Para mas información en el Stand de OSOP.