Espectro de terremotos chilenos de gran magnitud

Abstract

El estudio del espectro de la fuente sísmica desarrollado hace 50 años permite entender el comportamiento dinámico de los terremotos. Desde ese tiempo, numerosas han sido las contribuciones a la comprensión de la fuente. Aki (1967) propone la Ley de escalamiento de terremotos , la cual define a los terremotos con un espectro similar que depende únicamente de una variable de escala, el tamaño de la falla. Esto muestra la auto-similaridad en los terremotos y que siguen una relación de escalamiento entre el momento sísmico y su tamaño. Durante años el debate ha estado abierto sin un consenso respecto a si la ley de escalamiento se cumple siempre o bajo ciertas condiciones. Sin embargo, gran parte de la teoría clásica desarrollada a partir de la ley de escalamiento es en el campo de ondas lejano, sin considerar qué sucede con el proceso de ruptura de grandes terremotos cuando estamos a cortas distancias de la fuente sísmica. Este campo de ondas que irradia el terremoto y que es responsable, por ejemplo, del desplazamiento estático del terremoto se le conoce como el "campo intermedio y cercano". En esta tesis, estudiamos el espectro de la fuente, tanto en distancias regionales como locales, para terremotos de gran magnitud y también para la secuencia sísmica del terremoto de Iquique 2014 a fin de entender cuál es la contribución del campo cercano en el espectro de terremotos. Comenzamos estudiando el par de eventos profundos que ocurrieron del límite regional entre Perú y Brasil, con una diferencia de 5 minutos. Demostramos, utilizando diversas metodologías, entre ellas el espectro de terremotos, que ambos terremotos poseían características similares en su forma, ruptura y espectro. Por otra parte, estudiamos el espectro de velocidad y desplazamiento considerando el campo cercano y aprovechando los datos de GNSS y aceleración, disponibles para los grandes terremotos que han ocurrido en los últimos años en Chile (Antofagasta 1995, Mw 8.0; Tarapacá 2005, Mw 7.8; Tocopilla 2007, Mw 7.7; Maule 2010, Mw 8.8; Iquique 2014, Mw 8.2; y su réplica principal Mw 7.6; Illapel 2015, Mw 8.3; y Chiloé 2016, Mw 7.6). Reconocimos una forma distinta en ambos espectros respecto a los modelos clásicos que se la atribuimos a una fuerte relación con el desplazamiento estático producido por el terremoto. El espectro de velocidad es plano en la asíntota de las bajas frecuencias y converge al desplazamiento estático del terremoto. Además, mostramos los primeros indicios respecto a una relación de escala en el campo cercano considerando el máximo peak de desplazamiento (PGD) y el momento sísmico M0, el cual escala a una potencia de 2/3. Por último, estudiamos la secuencia sísmica del terremoto de Iquique, analizando la sismicidad entre el periodo de 2008 al 1 abril de 2016, realizando una inversión de la frecuencia de esquina fc y el factor de calidad del suelo Q utilizando un método de "clustering", asumiendo que el rayo incidente grupo de sismos agrupados espacialmente es el mismo que llega a una estación. Esto nos ayuda a disminuir el grado de libertad en la inversión siendo esta más eficiente computacionalmente. Este trabajo quedó inconcluso detallando cómo se abordará en el futuro y con perspectivas respecto a lo que esperamos.