Coseismic landslides during strong shallow crustal and megathrust earthquakes: controlling factors and conceptual hazard geomodels

Abstract

Fuertes terremotos en Chile a menudo se asocian con una cadena de peligros en cascada que incluyen movimiento vibratorio del suelo, licuefacción, tsunamis y remociones en masa cosísmicas. En áreas montañosas tectónicamente activas, las remociones en masa representan el peligro geológico más frecuente y pueden ser responsables de las mayores pérdidas económicas durante y después de fuertes sismos debido a las destrucciones masivas que podrían producirse. Además, en todo el mundo, los deslizamientos cosísmicos matan a miles de personas con una creciente tendencia impulsada por intervenciones antrópicas, el aumento de la población mundial y procesos naturales.

Un enfoque clave para la investigación sobre remociones en masa generadas sísmicamente en áreas montañosas ha sido la preparación de inventarios completos y confiables de deslizamientos cosísmicos. Nuestro país es uno de los países con mayor actividad sísmica en el mundo. Por lo tanto, existen recientes y diferentes tipos de terremotos generadores de deslizamientos en Chile. El objetivo de esta investigación es identificar las características principales en la ocurrencia de deslizamientos durantes grandes terremotos en Chile. Se busca mejorar la comprensión de su mecánica, distribución espacial y factores controladores geológicos, así como obtener información cualitativa para el desarrollo de modelos conceptuales para el reconocimiento del peligro de deslizamientos cosísmicos provocado por terremotos corticales superficiales y terremotos de subducción en diferentes ambientes montañosos de los Andes chilenos. Para ello, se estudiaron en detalle los eventos del Maule de 2010 y de Aysén de 2007. En primer lugar, fue necesaria la preparación de inventarios completos de los deslizamientos cosísmicos del terremoto Mw 8,8 del Maule, de tipo subducción de 2010 (32.5°S - 38.5°S), y el terremoto Mw 6,2 de Aysén, tipo cortical superficial de 2007 (45.3°S). Estos inventarios representan las características desencadenantes de remociones en masa de los dos principales tipos de eventos sísmicos chilenos. En total, se mapearon 1.226 deslizamientos (área total afectada 120.500 km2 aprox.) y 781 deslizamientos (área total afectada 1.350 km2 aprox.), respectivamente. El volumen total removido es de 10,6 Mm3 aprox. por el terremoto del Maule y 122,3 Mm3 aprox. por el terremoto de Aysén. En ambos, los eventos se distribuyen de manera desigual en las áreas de estudio, predominando las remociones en masa disgregadas. El análisis estadístico de la base de datos del terremoto del Maule sugiere que el relieve y la litología son los principales factores geológicos que controlan los deslizamientos cosísmicos, mientras que el factor sísmico con mayor correlación con la ocurrencia de deslizamientos es la relación entre las aceleraciones máximas horizontales y verticales del suelo. Los resultados y la comparación con otros eventos sísmicos sugieren que el número de deslizamientos generados por terremotos de subducción es menor que los eventos provocados por terremotos corticales superficiales en al menos uno o dos órdenes de magnitud. Por otro lado, la base de datos de terremotos de Aysén sugiere que la distancia al plano de ruptura de las fallas es un factor de primer orden en la distribución de los deslizamientos junto con los efectos de sitio de amplificación topográfica. Finalmente, a partir de la comparación de estos dos inventarios de deslizamientos inducidos por terremotos en Chile con otros del extranjero, se han determinado factores de controles topográficos, geomorfológicos, geológicos y sísmicos en la ocurrencia de remociones en masa cosísmicas provocadas por sismicidad cortical superficial y terremotos de subducción. Con estos resultados, se han construido cuatro duplas de modelos representativos de ambientes geomorfológicos de deslizamientos cosísmicos en los Andes del centro de Chile: Cordillerano Glacial, Cordillerano Fluvial, Cordillerano Plutónico y Frente de Montaña colindante a área urbana. Se indica el comportamiento esperado de las laderas durante los terremotos corticales superficiales y de subducción. Cada uno expresa características representativas sobre el peligro de remociones en masa cosísmicas (tipos, distribución espacial y tamaños), sus posibles consecuencias y sugerencias de posibles acciones de mitigación o intervenciones de ingeniería. Estos modelos son una herramienta poderosa para la evaluación del peligro de deslizamientos inducidos por terremotos. Esta tesis ha proporcionado una visión más acabada de los deslizamientos cosísmicos chilenos, proporcionando una primera línea de base sobre los deslizamientos provocados por terremotos en Chile. El presente estudio describe las diferencias entre los factores condicionantes y las características de las remociones en masa provocadas por terremotos de subducción y terremotos corticales superficiales. Sobre esta base, estudios futuros podrán desarrollar metodologías para la evaluación del peligro de deslizamientos cosísmicos a escala regional adaptada a las condiciones tectónicas chilenas.