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Tlamati Sabiduría, Volumen 7 Número Especial 2 (2016) 4° Encuentro de Jóvenes Investigadores CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016 Memorias Análisis sísmico del Bloque Jalisco durante el periodo 30 de marzo-25 de abril de 2016 Josué González Ruiz (Becario) Unidad Académica de Ciencias de la Tierra Programa de Verano Delfín [email protected] Área en la que participa: I Físico-Matemáticas y Ciencias de la Tierra Dr. Francisco Javier Núñez Cornú (Asesor) Profesor- Investigador del Centro de Sismología y Volcanología de Occidente [email protected] Resumen Los terremotos son una de las mayores catástrofes naturales que existen, estos ocurren con poca frecuencia y en forma aparentemente aleatoria; algunas de sus principales consecuencias son la destrucción de viviendas, edificios e infraestructura de un país, todo esto trae consigo la pérdida de vidas humanas. Por lo tanto, es necesario efectuar estudios que permitan conocer el comportamiento más probable de este fenómeno para poder planificar y mitigar los grandes efectos que trae consigo. Existen distintos métodos para conocer el probable comportamiento sísmico de un lugar como el peligro sísmico o el pronóstico de terremotos; pero para calcular estos se necesita de catálogos de sismos con una localización precisa. Por medio del software ANTELOPE se realizó la lectura de los arribos de la onda P y la onda S, se utilizaron filtros pasa bandas de 1-5 y 1-10 Hertz para leer estaciones donde las trazas eran muy ruidosas, una vez identificado los distintos arribos se localizó el hipocentro. Posteriormente, se relocalizaron los sismos con el software HYPO71PC y el modelo de velocidades utilizado para el Bloque de Jalisco. Se utilizaron distintas condiciones iniciales, y se eligieron las localizaciones que tuvieran los menores errores. Finalmente, se graficaron los resultados en mapas. A partir de la revisión de la sismicidad en la región del Bloque Jalisco (área de estudio), se observó que los hipocentros se encuentran a una profundidad de entre 0 y 60 km, de igual manera se encontró que la Placa

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Tlamati Sabiduría, Volumen 7 Número Especial 2 (2016)

4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación

Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016

Memorias

Análisis sísmico del Bloque Jalisco durante el periodo 30 de marzo-25 de

abril de 2016

Josué González Ruiz (Becario)

Unidad Académica de Ciencias de la Tierra

Programa de Verano Delfín

[email protected]

Área en la que participa: I Físico-Matemáticas y Ciencias de la Tierra

Dr. Francisco Javier Núñez Cornú (Asesor)

Profesor- Investigador del Centro de Sismología y Volcanología de Occidente

[email protected]

Resumen

Los terremotos son una de las mayores catástrofes naturales que existen, estos ocurren con

poca frecuencia y en forma aparentemente aleatoria; algunas de sus principales consecuencias

son la destrucción de viviendas, edificios e infraestructura de un país, todo esto trae consigo la

pérdida de vidas humanas. Por lo tanto, es necesario efectuar estudios que permitan conocer el

comportamiento más probable de este fenómeno para poder planificar y mitigar los grandes

efectos que trae consigo. Existen distintos métodos para conocer el probable comportamiento

sísmico de un lugar como el peligro sísmico o el pronóstico de terremotos; pero para calcular

estos se necesita de catálogos de sismos con una localización precisa. Por medio del software

ANTELOPE se realizó la lectura de los arribos de la onda P y la onda S, se utilizaron filtros pasa

bandas de 1-5 y 1-10 Hertz para leer estaciones donde las trazas eran muy ruidosas, una vez

identificado los distintos arribos se localizó el hipocentro. Posteriormente, se relocalizaron los

sismos con el software HYPO71PC y el modelo de velocidades utilizado para el Bloque de

Jalisco. Se utilizaron distintas condiciones iniciales, y se eligieron las localizaciones que tuvieran

los menores errores. Finalmente, se graficaron los resultados en mapas. A partir de la revisión de

la sismicidad en la región del Bloque Jalisco (área de estudio), se observó que los hipocentros se

encuentran a una profundidad de entre 0 y 60 km, de igual manera se encontró que la Placa

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Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016

Rivera subduce con un ángulo de 20°. Algunos de los sismos se localizan en fallas previamente

reportadas por otros autores, concluyendo que en toda la extensión del Bloque existen altos

niveles de sismicidad, lo que representa peligro sísmico que debe ser adecuadamente evaluado.

Palabras Clave: terremotos, sismicidad, peligro sísmico, pronóstico de terremotos.

Introducción

La única manera de prevenir la ocurrencia de desastres causados por peligros naturales es

por medio de su caracterización y estudio que permitan tomar medidas preventivas, o en su caso

de mitigación de posibles escenarios de desastre. El estado de Jalisco es una de las regiones con

más alta sismicidad en México y por ende el peligro sísmico es muy alto, este peligro no solo está

asociado al proceso de subducción de la Placa de Rivera bajo la Placa de Norteamérica, sino

también a otras estructuras continentales no identificadas que han generado grandes terremotos

históricos, algunos de ellos capaces de generar tsunamis (Núñez-Cornú, 2011).

Durante la primavera y verano de 2014 se ha llevado a cabo la primera campaña geofísica

del proyecto titulado “Caracterización del Peligro sísmico y tsunamigénico asociado con la

estructura cortical del contacto Placa Rivera-Bloque de Jalisco (TSUJAL)”. De acuerdo al Dr.

Francisco Javier Núñez Cornú, este proyecto es el resultado de una amplia colaboración científica

entre investigadores de instituciones de México y España, y tiene por objetivo principal el estudio

de la estructura de la litósfera en las zonas de convergencia de las placas de Rivera y

Norteamérica y del Bloque de Jalisco, así como la identificación de estructuras submarinas que

puedan ser fuentes tsunamigénicas.

La primera fase del proyecto tuvo lugar en febrero y marzo de 2014. Para ello, se utilizó

la infraestructura de sísmica marina del CSIC-UTM, realizándose 5,200 km de sísmica

multicanal y fondeando 16 OBS en 32 posiciones de registro en la zona marítima de Jalisco y

Nayarit. Además, se adquirieron datos de batimetría (sonda multihaz) y campos potenciales

(gravedad y magnetismo). En tierra, se desplegó una red portátil de 100 estaciones sísmicas de

corto período, en 240 posiciones de registro, a lo largo de 5 líneas sísmicas de 200-300 km de

longitud que funcionaron en combinación con la Red Sísmica y Acelerométrica de Jalisco

(RESAJ). Adicionalmente, se instalaron 8 estaciones sísmicas en las Islas Marías y en la Isla

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Isabel. Esos equipos registraron, en modo continuo, los disparos de aire comprimido generados

desde el mar por un grupo de cañones de 5,800 c.i., a razón de un disparo cada 120 seg.

La segunda fase del proyecto, se llevó a cabo en junio de 2014. Se instalaron 100

estaciones sísmicas de corto período a lo largo de un perfil sísmico, desde la Caldera de la

Primavera, en la ciudad de Guadalajara, hasta Barra de Navidad en la Costa de Jalisco, cubriendo

una distancia de 200 km. Esos equipos registraron tres explosiones subterráneas de 1000 kg de

explosivo realizadas especialmente para este proyecto, en los extremos norte y sur y en la parte

central del perfil. Los nuevos datos adquiridos en el proyecto TSUJAL proporcionan un muestreo

denso de las placas estudiadas y aportan imágenes nuevas sobre la deformación cortical a lo largo

y a través de la zona de subducción, las dimensiones del prisma de acreción, sobre la zona de

contacto entre la Placa de Rivera y la Placa de Norteamérica y sobre la transición entre la corteza

oceánica y la corteza continental.

Objetivos:

Localizar los hipocentros con gran precisión; con esto definir la geometría de la placa

Rivera.

Asociar la sismicidad localizada a procesos geológicos.

Materiales y Métodos

Localización de sismos (ANTELOPE, HYPO71)

ANTELOPE es una colección de programas para el almacenamiento, manejo y análisis de

datos sísmicos. Esta paquetería se utilizó para realizar el análisis de los registros de la red RESAJ

del 30 de marzo al 23 de abril de 2016. El análisis consistió de las siguientes etapas:

almacenamiento, detección automática, lectura manual de las fases sísmicas y localización de

sismos. En la localización de los sismos, el programa ANTELOPE utiliza el método de Geiger

que se basa en el principio de que el tiempo de recorrido de una onda sísmica desde el hipocentro

hasta el lugar de observación es una medida directa de la distancia entre estos dos puntos, así que

compara el tiempo de recorrido de las ondas calculado de manera teórica con el tiempo real

observado en los sismogramas (Geiger, 1912).

La ubicación de los hipocentros fue verificada con el programa HYPO71 y un modelo

regional de velocidades (Tabla 1), que fueron utilizados anteriormente en esta zona (Núñez-

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4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación

Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016

Cornú et al., 2011), cabe hacer mención que en la localización también utilizan el método de

Geiger. De esta manera se identificaron los posibles errores sistemáticos introducidos por el

programa ANTELOPE y su método de localización.

Velocidad (km/s) Profundidad (km)

5.7 0

6.4 3.6

6.9 19

7.6 28

8 35

8.1 50

8.3 Semiespacio

Resultados

Durante el tiempo de análisis ya mencionado se localizaron 174 eventos, de los cuales 117

presentan un error medio cuadrático o RMS (por sus siglas en inglés root mean square) menor a

0.5 segundos, mientras que el resto (57) un error mayor que es causado por alguno de los

siguientes factores: a) cobertura de estaciones sísmicas, b) modelo de velocidades utilizado para

la localización hipocentral, c) lectura errónea de las fases sísmicas, d) pocas lecturas de fases

sísmicas debido a que el factor señal ruido era grande.

Tabla 1. Modelo de velocidades de la onda P, este modelo se

obtuvo de un análisis de ondas refractadas en el Bloque Jalisco.

Fuente: Nuñez-Cornú et al. (1998).

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La figura 1 muestra los 117 eventos detectados y localizados durante este trabajo con un

RMS menor a 0.5 segundos.

La figura 2 muestra diez perfiles perpendiculares a la trinchera. Estos se construyeron en

un volumen de 40 km de ancho y 300 km de longitud. Los perfiles a, b, c, d y e corresponden a la

Placa Rivera, en donde se muestra la sismicidad asociada a ésta.

La figura 3 muestra el mapa de localización de algunos de los eventos que tuvieron un

RMS mayor a 0.5 segundos y que fueron llamados “malos” por el alto error medio cuadrático que

presentan.

Durante el tiempo que se llevó a cabo este trabajo, se hizo la localización de otros

eventos, los cuales constan de los meses enero, marzo, abril y mayo de 2016, obteniendo como

resultado un mapa de localización de eventos ocurridos en los meses ya mencionados (Figura 4).

La figura 5 muestra los perfiles perpendiculares a la trinchera, correspondientes al mapa de los

eventos registrados en los meses enero, marzo, abril y mayo de 2016, en donde en el perfil B se

calculó el ángulo de subducción de la Placa Rivera, obteniendo un ángulo de 20°.

30 de Marzo-23 de

Abril de 2016

Figura 1. Eventos localizados, los diferentes colores indican la profundidad; los triángulos

representan las estaciones sísmicas.

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Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016

30 de Marzo-

23 de Abril

de 2016

Figura 2. Perfiles perpendiculares a la trinchera, las líneas en el mapa indican los

distintos perfiles realizados y los puntos representan los sismos, las unidades están en

kilómetros, la flecha en los perfiles representa la Trinchera Mesoamericana.

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30 de Marzo-

23 de Abril de

Figura 3. Eventos con un RMS mayor a 0.5 segundos.

Enero,

Marzo,

Abril y

Figura 4. Localización de eventos registrados durante los meses de enero, marzo, abril y

mayo de 2016.

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Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016

Enero-

Mayo de

2016

220

°

Figura 5. Perfiles perpendiculares a la trinchera. En el perfil B se muestra el ángulo de

subducción de la Placa Rivera.

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Discusión y conclusiones

De los eventos analizados de la red RESAJ se obtuvo un rango de error en la localización

que va de 0 a 10 km en la profundidad y un RMS menor a 0.5, esto indica que las ubicaciones

son confiables, lo que reduce el error en el cálculo del ángulo de subducción.

De los sismos localizados la mayoría pertenece al Bloque Jalisco, lo que representa

peligro sísmico para dicha zona y por lo tanto, tiene que ser adecuadamente evaluado.

De la distribución hipocentral se observa solamente la subducción de la Placa Rivera. El

ángulo de subducción para la Placa Rivera fue de 20°.

Agradecimientos

Por medio de esta estancia, obtuve nuevos conocimientos, los cuales serán de gran

utilidad para mi formación académica, por lo que agradezco:

En primer lugar al programa Delfín, por permitirnos participar como jóvenes

investigadores en el XXI Verano de la Investigación Científica y Tecnológica del Pacífico 2016.

También a la Universidad Autónoma de Guerrero por apoyarme con los trámites

correspondientes para obtener este logro. A sí mismo al investigador, Dr. Francisco Javier Núñez

Cornú, por aceptar ser asesor del proyecto de investigación “Análisis sísmico del Bloque Jalisco

durante el periodo 30 de marzo-25 de abril de 2016”, quien mostró disponibilidad e interés para

obtener buenos resultados.

De igual forma a los compañeros con los que trabajamos en conjunto y al personal

docente y administrativo del Centro de Sismología y Volcanología de Occidente quienes siempre

mostraron una buena disponibilidad para apoyarnos a culminar satisfactoriamente este verano de

investigación; todo esto no hubiera sido posible sin el financiamiento de CONACyT en el

proyecto “Caracterización del peligro sísmico y tsunamigénico asociado a la estructura cortical

del contacto Placa de Rivera-Bloque de Jalisco” CONACyT-FOMIXJAL 2012-08-189963.

Referencias

Geiger, L. (1912). Probability method for the determination of earthquake epicentres from

the arrival time only, bull. St. Louis. Univ. 8, 60-71.

Núñez-Cornú, F. J. (2011). Peligro Sísmico en el Bloque de Jalisco, México. Física de la

Tierra Vol.23, 199-229.

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Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016

Nuñez-Cornú, F., G. Reyes-Dávila, C. Suárez-Plasencia, F.A. Nava, M. Rutz, A. Ramírez

y A. Reyes, (1998). Eventos sísmicos en el Bloque de Jalisco. GEOS 1998.

Núñez-Cornú, F., López M., Márquez V., Suárez C., Trejo E., (2011). Using an Enhanced

Dataset for Reassessing the Source Region of the 2003 Armeria, Mexico Earthquake, México.

Pure Appl. Geophys. 168 (2011), 1293-1302.