Estructura sísmica del margen erosivo peruano frente a las costas de Trujillo (9° S)

Abstract

La zona de subducción Peruana (∼3°S a ∼18°S) es un margen erosivo caracterizado principalmente por la colisión entre la Dorsal de Nazca y la Placa Sudamericana. Esta dorsal es una cordillera submarina volcánicamente inactiva (dorsal asísmica), y se encuentra sobre la Placa de Nazca en dirección N42◦E frente a las costas de Perú y Chile. Con una longitud de más de 1000 km y 200 km de ancho, esta dorsal se formó en el centro de expansión Pacífico/Nazca en el Cenozoico Temprano, con una elevación con respecto al suelo oceánico que la rodea de aproximadamente 1500 m. Hace ∼11.2 Ma y a los ∼11°S, ocurre la primera colisión de la Dorsal de Nazca con la Placa Sudamericana. Posteriormente, este punto comenzó a migrar hacia el sur hasta su actual punto de intersección con el margen a los ∼15°S. En este trabajo, se presenta un modelo de velocidad bidimensional obtenido a partir de datos de sísmica de reflexión y refracción adquiridos durante la campaña SO146 del crucero alemán R/V Sonne frente a las costas de Perú en el año 2000. El perfil estudiado se encuentra a los ∼9°S, aproximadamente a 200 km hacia el norte del primer punto de colisión de la Dorsal de Nazca con la Placa Sudamericana. La metodología utilizada se basa en la desarrollada por Korenaga et al. [2000], la cual realiza la inversión conjunta de los tiempos de viaje de ondas refractadas y reflejadas, utilizando un esquema híbrido de trazado de rayos basado en el método gráfico y en un refinamiento local de la curvatura de rayos que permita de manera eficiente obtener un Modelo Directo (Forward Modelling). Esta técnica incluye restricciones de suavizamiento y amortiguamiento para normalizar la solución a través de un esquema de inversión iterativo. Los resultados muestran que el margen frente a las costas de Trujillo se caracteriza por un prisma de acreción frontal bien definido de aproximadamente 20 km de ancho, representado por una zona de baja velocidad de onda P. Una cubierta sedimentaria de ∼2 km de espesor se observa en el talud continental, caracterizada por velocidades entre 2 y 2,5 km/s. En la corteza continental se observan velocidades entre 3,5 a 6,3 km/s, con un gradiente de velocidad hacia el Noreste. En cuanto a la corteza oceánica, ésta presenta un espesor anómalo, y en el manto oceánico superior las velocidades observadas dan cuenta de un grado moderado de serpentinización. Las principales diferencias entre la arquitectura del margen en el Norte de Chile y la zona de Trujillo corresponden a la ausencia de prisma de acreción en el primer caso y un espesor anómalo de la corteza oceánica en el segundo caso. Adicionalmente, la pendiente del talud continental en el Norte de Chile es más pronunciado que en Trujillo, lo que evidencia una erosión basal más intensa en esta zona, lo que provocaría la subsidencia del talud continental.