Inversión cinemática y dinámica de la fuente sísmica de terremotos intraplaca de profundidad intermedia en zonas de subducción

Abstract

En este trabajo se estudia la fuente sísmica de tres terremotos de profundidad intermedia en la zona de subducción Nazca-Sudamérica, lo cual se realiza mediante inversiones cinemáticas y dinámicas en bajas frecuencias. La zona de ruptura es modelada como un parche elíptico ubicado dentro de un plano de falla fijo. Las inversiones se realizan usando datos banda ancha. Para encontrar los mejores modelos de ruptura se usa el método del Neighborhood Algorithm, donde sus niveles de error (X²) son calculados mediante una norma L² entre los registros aboservados y sintéticos. De los tres sismos analizados, el sismo Mw 6.7 que ocurrió el 11 de febrero de 2015 en la provincia de Jujuy es analizado con mayor detalle mediante las inversiones cinemática y dinámica, debido a su mayor tamaño y buena cobertura azimutal. La geometría elíptica de la zona de ruptura, la velocidad de ruptura y el deslizamiento máximo son calculados en la inversión cinemática. Por otra parte, además de la geometría de la zona de ruptura, la inversión dinámica permite obtener los esfuerzos y los parámetros de fricción involucrados en el proceso de fallamiento. Ambas inversiones convergen con bajos errores a modelos de ruptura cuyas geometrías elípticas son muy similares en términos de tamaño y posición dentro del plano de falla. Ambos modelos sugieren una propagación de la ruptura hacia el sur y hacia arriba del hipocentro, presentando coherencia con las ubicaciones de las réplicas. El modelo cinemático sugiere una velocidad de ruptura sub-shear, mientras que el modelo dinámico sugiere una caída de esfuerzos del orden de 30 MPa y una alta tasa de energía de fracturamiento cercana a los 21 MJ/m². Por otra parte, se analizan mediante inversiones cinemáticas otros dos sismos intraplaca de profundidad intermedia que ocurrieron el 20 de junio de 2011 (Mw 6.5) y el 30 de mayo de 2014 (Mw 5.6). La modelación se hace en ambos planos de falla para cada sismo, donde se encuentra que no es posible determinar el plano de falla que rompió a partir de las inversiones cinemáticas. Las soluciones óptimas encontradas en estos eventos tienen errores X² entre 0,2 y 0,4. Para ambos eventos las mejores soluciones sugieren velocidades de ruptura sub-shear. Finalmente, se concluye que la metodología permite modelar las características generales de la fuente sísmica en campo regional a bajas frecuencias, pero presenta algunas limitaciones para modelar los sismogramas observados cuando las distancias epicentrales de las estaciones usadas se incrementan. Además, al comparar las caídas de esfuerzos estimadas a partir de los resultados de las inversiones cinemáticas de estos tres sismos con los resultados de otros sismos interplaca tipo thrust ocurridos en la misma región estudiada, se vuelve a observar que los sismos intraplaca en general tienen caídas de esfuerzos mayores que los interplaca.