Physical characterization of the processes of accretion and tectonic erosion at the chilean continental wedge

Abstract

El presente trabajo de tesis aborda la caracterización cuantitativa de parámetros físicos relacionados a la tectónica de la cuña continental Chilena, con objeto de estudiar las variaciones del estado dinámico del margen en función de las inhomogeneidades presentes tanto en la placa oceánica como en la cuña continental. En una primera etapa, se estudia el impacto de la subducción del centro de expansión de la Dorsal de Chile al sur del punto tripla Nazca-Antártica-Sudamérica (CTJ). En base a un modelo de inversión 2-D obtenido a lo largo de un perfil sísmico de refracción de ángulo ancho, localizado a los 47.5ºS, se obtienen nuevos datos sobre la estructura y edad (~5 Ma) del prisma de acreción que permiten plantear un modelo conceptual sobre la evolución de este segmento del margen chileno durante los últimos 13 (Ma). Adicionalmente, mediante el desarrollo de un modelo geométrico simple y variable en el tiempo, se estiman valores del flujo sedimentario terrígeno de 75 (km2/Ma) y 39.6 (km/Ma) para la tasa relativa de avance del frente de deformación, que explican tanto el tamaño del prisma de acreción como el espesor del relleno sedimentario observados en la actualidad. En una segunda etapa, se genera un modelo de densidad de la cuña continental en el segmento norte de la zona de ruptura del terremoto del Maule Mw8.8, mediante el uso de un nuevo esquema de moldeamiento gravimétrico 2-D. Los resultados permiten observar una correlación espacial entre las complejidades del proceso de ruptura cosísmica y las anomalías de densidad y morfología de la zona. El modelo gravimétrico sugiere que el parche de mayor deslizamiento durante el terremoto del Maule se localizó en un segmento del margen caracterizado por bajas densidades en la cuña continental, baja carga vertical sobre el contacto sismogénico, la presencia de una cuenca de plataforma bien desarrollada y bajos ángulos de talud consistentes con un coeficiente de fricción basal efectivo bajo. Localmente, el modelo muéstra una anomalía de alta densidad ubicada dentro del parche de alto deslizamiento, que es interpretada como la presencia de un monte submarino decapitado o bien como una prolongación hacia el océano del basamento continental rígido.

Finalmente, se analiza la variabilidad del ángulo de talud y del el ángulo de la placa oceánica subductada a lo largo de todo el margen chileno, con objeto de estimar valores del coeficiente de fricción basal efectivo de acuerdo con la teoría de Cuña Critica de Coulomb No-Cohesiva. A escala regional, se observa una segmentación tectónica a lo largo del margen Chileno, donde cada segmento se caracteriza por valores diferentes del ángulo de talud y coeficiente de fricción basal efectiva, y están limitados por la presencia de anomalías morfológicas oceánicas y continentales. Esta segmentación tectónica parece estar correlacionada con la distribución de grandes terremotos y con las inhomogeneidades de los procesos de ruptura de Mega-terremotos en la zona de subducción chilena.