Influencia de heterogeneidades reológicas en el modelamiento de desplazamientos corticales y tsunami generados por el terremoto de Illapel (Mw 8.3) 2015

Abstract

Como consecuencia del ciclo sísmico en la zona de subducción chilena, se pueden medir los desplazamientos en la superficie terrestre con tecnologías de geodesia espacial como GNSS e InSAR. Estas tecnologías están limitadas a tierra firme, por lo que caracterizar la deforma- ción del suelo marino requiere de instrumentación especializada o en su defecto modelamiento numérico, que puede ser una tarea compleja debido a la variabilidad de las propiedades elás- ticas del medio. Para analizar la influencia de heterogeneidades y variaciones geométricas en el campo de desplazamientos estático, se construyeron modelos analíticos y de elementos finitos tanto homogéneos como heterogéneos, centrados en el área de ruptura del terremoto de Illapel, ocurrido en el norte chico de Chile. Se realizó un análisis de sensibilidad de las predicciones de desplazamiento y se propagó un tsunami para estudiar la influencia de las diferencias en las predicciones de desplazamiento en la propagación del tsunami. Se encontró que el campo de desplazamientos co-sísmicos está afectado por un gradiente topográfico en el suelo marino, con diferencias que alcanzan hasta 20 cm de desplazamiento en zonas más alejadas de la fosa, aumentando drásticamente alrededor de la fosa, llegando a hasta metros para casos realistas. En comparación con representaciones uniformes del medio, como un semi-espacio homogéneo, los desplazamientos pueden alcanzar magnitudes de hasta un 60 % mayores alrededor de la fosa. La influencia de la estructura elástica se manifiesta en casi todo el dominio, especialmente en los primeros 200 km desde la fosa hacia tierra firme. Las diferencias máximas en modelos con heterogeneidades alcanzan decenas de centímetros en comparación con modelos homogéneos. Además, en zonas de baja velocidad de ondas de cuerpo hay mayor variabilidad en la extensión geográfica y magnitud de las diferencias del campo de desplazamiento, mostrando una influencia significativa de estructuras como el pris- ma de acreción. Respecto a la propagación de tsunamis, las diferencias en los campos de desplazamientos co-sísmicos calculados para los distintos modelos de estructuras elásticas no generan una di- ferencia sustancial en la generación y propagación de tsunamis, presentando prácticamente la misma forma de onda, tiempo de arribo y amplitud de la ola en las boyas y mareógrafos estudiados. Sin embargo, al analizar distintos modelos de deslizamiento, se observaron varia- ciones más evidentes sobre todo en la amplitud de ola, aunque el tiempo de arribo se mantuvo relativamente similar, indicando que de las variables analizadas, la distribución, extensión y amplitud del deslizamiento co-sísmico es la que produce un mayor impacto en la generación y propagación de tsunami.