Neotectonics and seismic hazard of southern Patagonia

Abstract

La región sur de Patagonia es atravesada por una estructura neotectónica de escala cortical, el Sistema de Fallas Magallanes Fagnano (MFS), el cual representa el actual límite de placas entre las Placas Sudamericana y Escocia. Esta estructura es la más importante acomodando actualmente la separación entre el límite sur de Sudamérica y la Península Antártica. La ubicación exacta de las principales fallas activas dentro del MFS en algunas áreas aún es desconocida, y los datos que indican cuando rápido estas estructuras se están desplazando están restringidas sólo a datos geodésicos, los cuales en el área cubren un rango de tiempo limitado al igual que una red GPS limitada. De hecho, el modelo MORVEL (9,6 ± 1.4 mm/a a 8,9 ± 1.2 mm/a) y las velocidades angulares estimadas por GPS (6,6 ± 1.3 mm/a) difieren en 2 a 3 mm/yr, lo cual indica que más datos son necesarios para una mejor estimación del movimiento de placas en esta región. Sin embargo, terremotos históricos recientes con M>7 en la región demuestran que estas estructuras son fuentes activas de terremotos y a la vez hay una evidencia geomorfológica clara que avala esta deformación reciente. Para evaluar deformación de largo plazo (Cenozoico tardío). Se compiló información sobre la geología regional y se midió la separación de unidades a lo largo de la falla. Estas separaciones desde 40±5 a 60±5 km sugieren tasas de desplazamiento de 5,4 ± 3,3 mm/a (2,1 a 8,7 mm/a), asumiendo un rango de edades propuestas para el inicio de la actividad de la MFS desde el Mioceno temprano (20 Ma) hasta el Mioceno tardío (6 Ma), esto sugiere que aún es necesario contreñir mejor la edad de esta estructura. Posteriormente, se analizó evidencia geológica directa de deformación frágil superficial a lo largo de ~130 km de la traza del MFS tanto en la parte chilena como argentina de Tierra del Fuego. Mediante el uso de teledección para la ubicación de las trazas de falla y marcadores geomorfológicos desplazados a lo largo de estas, junto con observaciones geológicas en terreno y 7 modelos de elevación de alta resolución derivados de fotogrametría (Structure for Motion, SfM), se pudo realizar una mejor caracterización de la falla. Durante el análisis de los modelos y el trabajo de campo, se detectaron desplazamientos de rumbo sinestrales interpretados como desplazamientos acumulados por terremotos durante el Cuaternario tardío. Luego, junto con las dataciones regionales disponibles, se determinó la primera tasa de desplazamiento a largo plazo del Cuaternario tardío (Pleistosceno tardío) para estas estructuras. Además de la falla principal (MF), la falla Deseado (DF) y la falla Hope (HF) fueron también revisadas en terreno. Los resultados indican tasas de desplazamiento de 10,5 ± 1,5 mm/a (9,1 a 12,0 mm/a, Chile) and 7,8 ± 1,3 (6,5 a 9,1 mm/a, Argentina). Estos datos geológicos validan modelos previos a corto plazo basados en datos geodésicos. Y entregan los primeros parámetros geológicos para considerar en la evaluación del peligro sísmico en Patagonia sur. Este peligro sísmico actualmente subestimado ya que la MFS es una falla con un desplazamiento rápido, sismogénica, y cercana a centros urbanos tanto en Chile (Punta Arenas, Puerto Natales, Porvenir) como Argentina (Tolhuín, Río Grande, Usuhaia). Datos geológicos y sismológicos sugieren que el MFS en TdF y posiblemente en la mayor parte de la longitud dentro límite entre las placas Sudamericana y Escocia, consiste en un cinturón de deformación angosto, localizado y bien definido de no más de 30-50 km, compuesto por una traza principal (MF) recta y relativamente suave y larga (hasta por lo menos 1500 km y quizás hasta 3500 km considerando la sección costa afuera), rodeada por segmentos segundarios paralelos, pero con un desplazamiento más lento cómo la HF y la DF. La geometría relativamente simple y extensa sugiere una razón pequeña entre terremotos de baja y alta. Además, como Tierra del Fuego tanto en Argentina como en Chile es una zona fundamental para exploración y extracción de hidrocarburos, entender la ubicación y naturaleza de las fallas corticales aquí es critico para quizás reducir el riesgo de eventos sísmicos desencadenados por operaciones de fracturamiento hidráulico