Caracterización de señales de deformación cortical en series de tiempo GNSS en el norte de Chile

Abstract

Gracias a los avances tecnológicos en técnicas de la geodesia espacial y a la gran cantidad de estaciones GNSS (Sistema Global de Navegación por Satélite) desplegadas en la última década, se ha podido observar y describir física y matemáticamente las señales de movimiento cortical asociadas a diversos procesos geofísicos que deforman la corteza terrestre. Algunas de estas señales de deformación son de origen tectónico y están asociadas a procesos de acumulación y liberación de energía de deformación elástica durante el ciclo sísmico. Por otro lado, existen señales que son la expresión de fluctuaciones estacionales debido a forzamientos hidrológicos, procesos volcánicos, entre otros. En este trabajo se analiza registros de desplazamiento GNSS a una tasa de muestreo diaria, procesados por el Nevada Geodetic Laboratory, que registran señales de deformación durante las diferentes etapas del ciclo sísmico, entre los años 2006 y 2022, en la región de Sudamérica comprendida entre las latitudes 15°S y 27°S.

Para identificar y separar las diferentes señales de deformación cortical registrados en series de tiempo posicionales de GNSS, se utiliza modelos de trayectoria, que corresponden a expresiones matemáticas, idealmente con base física o empírica, que permiten representar el desplazamiento de un punto de la corteza a lo largo del tiempo. Con este fin, se utilizó el paquete python DISSTANS, con el cual se define un modelo de trayectoria representativo para zona de estudio. En este modelo se representa las diferentes señales de deformación usando un conjunto redundante de funciones, entre las cuales se destaca el uso de funciones i-splines cuyo propósito es representar posibles desplazamientos transientes lentos. Al momento de ajustar el modelo de trayectorias, se selecciona un número mínimo de funciones que, en su conjunto, sean capaces de representar los movimientos de la corteza donde se encuentra cada estación GNSS. Aplicando la metodología propuesta, se identificó diferentes señales que constituyen la evolución espacio-temporal de la deformación de la corteza, así como los procesos geofísicos causativos de estas.

En este trabajo se caracterizaron velocidades seculares, variaciones estacionales, así como señales cosísmicas y postsísmicas de los terremotos de Tocopilla (Mw 7.7) 2007 y Pisagua (Mw 8.2) 2014, así como señales transientes de movimiento lento. De las señales de desplazamiento inferidas, se puede deducir que el contacto de subducción en la zona norte de Chile se encuentra acoplado, teniendo así con un alto potencial sismogénico. Lo anterior es consistente con trabajos previos, donde se indica que los terremotos recientes en la zona de estudio sólo liberaron una fracción pequeña de la energía elástica de deformación acumulada en la zona desde 1877. El catálogo de señales de deformación generado en este trabajo será utilizado en un futuro para investigar los procesos geofísicos causativos de dichas señales. De esta manera se logrará realizar un balance de la energía de deformación elástica y estimar el déficit de dislocación en la zona de la brecha sísmica de 1877.