tema 1. contexto geológico regional

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Red Temática en Amenaza y Riesgo Sísmico. Módulo 1: Geología de Centroamérica Tema 1. Contexto Geológico Regional Módulo 1 1. Contexto geológico regional

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Page 1: Tema 1. Contexto Geológico Regional

Red Temática en

Amenaza y

Riesgo Sísmico.

Módulo 1: Geología de Centroamérica

Tema 1. Contexto Geológico Regional

Módulo 11. Contexto geológico regional

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Riesgo Sísmico.

Módulo 11. Contexto geológico regional

1. Estructura litosférica.

2. Tectónica de placas de la región Centroamérica y del Caribe.

3. Patrón de esfuerzos, velocidades relativas.

4. Subducción, vulcanismo, fallamiento cortical.

ÍNDICE

Page 3: Tema 1. Contexto Geológico Regional

Red Temática en

Amenaza y

Riesgo Sísmico.

Módulo 11. Contexto geológico regional

1.Estructura litosférica.

2. Tectónica de placas de la región Centroamérica y del Caribe.

3. Patrón de esfuerzos, velocidades relativas.

4. Subducción, vulcanismo, fallamiento cortical.

ÍNDICE

Page 4: Tema 1. Contexto Geológico Regional

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Amenaza y

Riesgo Sísmico.

Módulo 11. Contexto geológico regional

Tectónica de placas

Estructura litosférica.

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Módulo 11. Contexto geológico regional

Tectónica de placas

Estructura litosférica.

La teoría de la tectónica de placas permite describir los límites, la

cinemática, la formación y la evolución de las placas litosféricas

existentes en la Tierra.

Una de las regiones más complejas y controversiales es la región

circumcaribe, donde actualmente interaccionan las placas Coco,

Caribe y Nazca, así como la microplaca de Panamá.

La evolución geológica de Costa Rica se debe a procesos

cinemáticos y tectónicos que han ocurrido entre las anteriores

placas y otras que existieron en la región en los últimos 150 Ma.

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Módulo 11. Contexto geológico regionalEstructura litosférica.

Una placa se define como un segmento delgado de la litosfera,

torcionalmente rígido, que se mueve horizontalmente, limitado

por otras placas a lo largo de zona sísmicas.

Los bloques tectónicos: fueron definidos con base en sus

características (Dengo, 1995) geológicas (edad y origen de la

corteza, gravimetría, e historia tectónica).

En América Central y el Caribe, varias interpretaciones se han

realizado basadas en distribución de la sismicidad (Molnar &

Sykes, 1969), resultados gravimétricos (Bowin, 1976) o

compuesto (Shagam, 1975). Por otro lado, se tienen los

terrains…o bloques exóticos.

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Amenaza y

Riesgo Sísmico.

Módulo 11. Contexto geológico regionalEstructura litosférica.

Tomado de: Juteau y Maury, 1997

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Módulo 11. Contexto geológico regionalEstructura litosférica.

Tomado de: http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Plates_tect2_en.svg

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Módulo 11. Contexto geológico regionalEstructura litosférica.

La convección del manto: motor de la tectónica de placas.

Tomado de: Tarbuck & Lutgens, 1999

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Módulo 11. Contexto geológico regionalEstructura litosférica.

► Dos placas se

mueven una hacia

la otra.

► Una placa

tiende a meterse

por debajo de la

otra. A esto se le

conoce como

“subducción”.

Tomado de: Tarbuck & Lutgens, 1999

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

Geotectónica de la

región circumcaribe

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Módulo 11. Contexto geológico regional

Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

Evolución tectónica de la región circumcaribe:

Tomado de Denyer et al. (2003)

¿Cómo se formó el

istmo centroamericano?

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

Localización de los frentes volcánicos

en diferentes épocas.

Tomado de: Alvarado et al., 2006

Rasgos tectónicos de la región circumcaribe:

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

Posición del arco volcánico en función del ángulo de la subducción:

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

Tomado de Denyer et al. (2003)

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

Placa del Coco:

Se origina en las dorsales del Pacífico Este y de las Galápagos.

La litósfera oceánica incluye una corteza oceánica de rocas básicas

de unos 6-7 km de espesor y un manto litosférico.

Tomado de Montero (2000)

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

Tomado de Cormier et al., 2011

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

La placa del Coco que llega a la fosa Mesoamericana tiene una edad

entre 15 y 30 Ma.

En la dorsal Pacífico Este, la placa Coco se forma a una velocidad

mayor a 7 cm/año mientras que en la dorsal de las Galápagos se

forma a una velocidad entre 2 y 4 cm/año.

Tomado de: Juteau y Maury, 1997

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

Las principales características estructurales y morfológicas de la

placa del Coco:

1. La frontera suave-rugosa: La litosfera oceánica formada en la dorsal

del Pacífico Este entra en contacto con la formada en la dorsal de las

Galápagos a lo largo de la frontera suave-rugosa. Al sureste de la

Península de Nicoya esta frontera se le denomina levantamiento

submarino de Fisher.

La corteza oceánica es más vieja del

lado NE de la FSR.

Tomado de Montero (2000)

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

La litósfera originada en la

dorsal de las Galápagos

presenta colinas submarinas,

volcanes extintos y

levantamientos alargados de

cima plana, por ejemplo: el

“plateau” de Quepos. Estas

morfologías se subducen

frente a Herradura y Quepos

y son típicas de dorsales

relativamente lentas.

Tomado de Denyer et al. (2003)

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

2. El levantamiento del Coco: Es una cordillera submarina que

tiene rumbo NE y cuyo eje se está subduciendo frente a las costas

de la península de Osa, en donde se encuentra a unos 200 m bajo

el nivel del mar.

La isla del Coco es parte de esta cordillera y es el único lugar

levantado sobre el nivel del mar de la placa del Coco.

Antes se pensaba que el origen posible era el punto caliente de las

Galápagos pero se cree, actualmente, que se pudo originar en otro

punto caliente ubicado cerca de la isla del Coco. En ese lugar hubo

vulcanismo hasta hace solo 2 Ma.

Tomado de Montero (2000)

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

Placa del Caribe (sin movimiento)

Microplaca de Panamá (Plioceno unos 4 a 5 Ma)

Tomado de Montero (2000)

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

La Microplaca de Panamá…sí, pero ¿A dónde se localiza el límite

occidental de la microplaca de Panamá? ¿ Por dónde se extiende

tierra adentro el Escarpe de Hess?

a) En el Sistema de Falla Trans-ístmica o Cinturón Deformado de Costa Rica Central o un límite difuso en el pie norte del Frente Volcánico?

b) El escarpe estaría por la frontera de Nicaragua-Costa Rica o entre ambas cordillera volcánicas?

Tomado de: Lücke, 2012

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

El Norte de América Central:

1. La división tectónica entre los bloques Maya (Yucatán) y Chortis es geológica y sismológicamente clara, a través del sistema de fallas Polochich-Motagua.

2. La división entre los bloques Chortis y Chorotega está dada por el Escarpe de Hess, con una actividad sísmica muy baja. Sin embargo, la corteza a ambos lados parece ser similar (cuasi-oceánica), aunque en su extremo más NW es continental.

Tomado de: Carr et al., 2007

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

¿Y de igual modo, a dónde está el límite oriental de la placa Caribe/Sudamericana?

Los bloques Chorotega y Chocó poseen cortezas similares pero historias algo diferentes en su

sedimentación y magmatismo.

Su separación está dada por una marcada anomalía gravimétrica negativa en el Canal de

Panamá (Case, 1974), en correspondencia con una cuenca sedimentaria y una aparente falla

sinestral NW-SE (Holcome, 1980).

El bloque Chocó tiene intrusiones antiguas y ausencia de vulcanismo de arco extendido y

reciente. Su límite oriental es por la cuenca de Bolívar y una zona de intensa actividad sísmica

poco estudiada, incluyendo la falla Romeral que divido la corteza cuasi-oceánico de la

continental.

Tomado de: Carr et al., 2007

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

Segmentación Volcánica del Arco:

Parece correlacionarse más bien con límites estructurales antiguos,

neotectónicamente algo activos o rotación de bloques (Burkhart

and Self, 1984; van Wyk de Vries and Merle; 1998), más que con la

segmentación de la placa del Coco subducida (Stoiber y Carr, 1973,

Carr y Stoiber, 1977).

Tomado de: Carr et al., 2007

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

Tipos de corteza:

Tomado de: Carr et al., 2007

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

Profundidad del Moho a nivel regional

Tomado de: Lücke, 2012

Geotectónica de la región circumcaribe:

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

Tomado de: Lücke, 2012

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

Tomado de: Lücke, 2012

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

Zona sismogénica en una zona de subducción:

• Está basada en la petrología, el comportamiento reológico y la cantidad de fluidos que

cambian con la P/T.

• El límite superior está entre la isoterma de los 100-150ºC, temperatura a la cual ocurren una

serie de reacciones químicas (de minerales débilmente hidratados a fuertemente

deshidratados) en el material que se subduce que cambia los sedimentos

cementándolos/litificándolos (aumento de la presión efectiva). El grado de fracturamiento es

otro factor a tomar.

• El límite inferior está a los 250-350ºC) (en el rango o límite Lawsonita-clorita a pumpelita-

actinolita) donde la deformación de las rocas se vuelve dúctil. La otra posibilidad es que se

extienda hasta el contacto de la placa oceánica con el Moho continental (300ºC) donde

encontraría un manto serpentinizado, con un coeficiente de fricción muy bajo, por lo que se

comportaría asísmicamente (aprox. 70 km de la trinchera).

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Centroamericana y del Caribe.

Zona sismogénica en una zona de subducción:

29.918 sismos de magnitudes mayores o iguales a 3.5.

Tomado de Climent et al (2008)

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Tectónica de placas de la región

Centroamericana y del Caribe.

3. La zona de subducción (Ejemplo de Costa Rica):

NO: 30 a 40 Ma y alcanza

profundidades de 200 km

bajo la cordillera de

Guanacaste.

Centro: 20 a 30 Ma y

alcanza profundidades de

hasta 100 km.

SE: 15 a 20 Ma y alcanza

profundidades cercanas a

50 km.

Tomado de Denyer et al. (2003)