Análisis de Series Sísmicas y su Impacto en la Peligrosidad Sísmica
En este trabajo se investiga si el aumento de actividad sísmica que sucede a la ocurrencia de un terremoto grande también implica un aumento en la peligrosidad sísmica de la zona afectada
Por Dr P. Yazdi y Dr J. M. Gaspar Escribano
Los terremotos no se producen de manera aislada, sino que frecuentemente se dan en series sísmicas, o conjuntos de terremotos con proximidad espaciotemporal. Esto implica un aumento transitorio de la actividad sísmica de la zona epicentral superpuesto a la actividad sísmica habitual (o sismicidad de fondo). Los métodos estadísticos de análisis de series sísmicas permiten caracterizar este aumento de actividad, y vincularlo a la distribución espacial, temporal y de magnitud de terremotos de la serie. Estos resultados se usan en la actualidad para estudios de pronóstico de terremotos con una base probabilística importante.
No obstante, la predicción sísmica, entendida como la especificación de la localización, tiempo y magnitud de un terremoto, no es posible en la actualidad. En su lugar se hacen estimaciones del movimiento del terreno esperado en la superficie para un periodo de exposición y un nivel de probabilidad dados. Este es el objetivo de los estudios de peligrosidad sísmica, cuyas aplicaciones prácticas se encuadran en el diseño sismorresistente de estructuras y en la planificación ante la emergencia sísmica en el ámbito de la protección civil. Se da la circunstancia de que muchos estudios de peligrosidad sísmica no tienen en cuenta las series sísmicas en su totalidad (y el citado aumento de actividad sísmica), sino solamente el potencial sísmico asociado al mayor sismo de la serie únicamente.
El trabajo presentado se divide en dos partes. En la primera, se presenta y analiza una serie sísmica importante, como fue la de Papanoa (México) en 2014. En la segunda, se evalúa el impacto que tiene sobre la peligrosidad sísmica el aumento transitorio de actividad sísmica asociado a dicha serie sísmica.
El 18 de abril de 2014 se produjo el terremoto de Papanoa, localizado en la costa pacífica del estado de Guerrero y con una magnitud Mw de 7.3. El terremoto principal fue seguido de una serie de réplicas que se prolongó por varios años y en la que destacan los sismos del 8 y 10 de mayo de 2014, con magnitudes Mw de 6.6 y 6.2 respectivamente.
La fuente de este terremoto se vincula a la ruptura de la zona de contacto entre las placas tectónicas del Coco y de Norteamérica, dentro del llamado proceso de subducción por el cual la primera, más densa y delgada, penetra bajo la segunda y desciende hacia el interior de la Tierra.
En primer lugar, se desarrolló una modelización físico-mecánica para identificar los cambios en la distribución de esfuerzos de Coulomb en el plano de subducción y asociados a la ruptura. Estos cambios muestran las zonas en las que se produce una relajación y aumento de esfuerzos (en azul y rojo, respectivamente) tras la ruptura sísmica. Se observa que la mayoría de las réplicas (más del 70%) se producen precisamente en las zonas de aumento de esfuerzos (Figura 1).
En segundo lugar, se llevó a cabo una modelización estadística de la distribución espacio temporal de la serie réplicas de tipo epidémico (modelo ETAS, por sus siglas en inglés Epidemic Type Aftershock Sequence). Se observa un aumento en la actividad sísmica de la zona interfaz de subducción tras el terremoto de Papanoa tanto a lo largo del tiempo (Figura 2) como espacialmente (Figura 3).
A continuación, se calcula la peligrosidad sísmica debida a esta fuente de subducción interfaz considerando la distribución geográfica de sismicidad en los dos casos mostrados en la Figura 3, es decir, antes y después de la serie sísmica de Papanoa. Los resultados se muestran en mapas de peligrosidad para varios niveles de probabilidad anual de superación de la aceleración máxima del terreno. Estos mapas indican que el aumento de la actividad sísmica relacionado con la serie de Papanoa alcanza valores de hasta 0.03 g y 0.08 g para probabilidades anuales de superación entre 0.01 y 0.0004, respectivamente, lo que supone, en términos porcentuales, un aumento del entre el 13% y el 8%.
Este resultado confirma que el nivel de peligrosidad de la zona sometida a la serie de réplicas de un terremoto grande efectivamente se ve incrementado por el aumento transitorio de actividad sísmica asociada a la serie. En el caso de la serie sísmica de Papanoa de 2014, este incremento es modesto, y previsiblemente irá desapareciendo con el tiempo a medida que se vaya extinguiendo la serie de réplicas.
Palabras clave
Peligrosidad Sísmica, Serie de Réplicas, Esfuerzos de Coulomb, modelo ETAS, Terremoto de Papanoa.
Área de conocimiento
Geofísica.
Referencias
- Yazdi, Pouye (2019). Analysis of earthquake sequences and activity rates: implications for seismic hazard. Tesis (Doctoral), E.T.S.I. en Topografía, Geodesia y Cartografía, Universidad Politécnica de Madrid, doi: https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.58691
- Yazdi P, Gaspar‐Escribano JM, Santoyo MA, Staller A (2019). Analysis of the 2014 Mw 7.3 Papanoa (Mexico) Earthquake: Implications for Seismic Hazard Assessment. Seismol. Res. Lett. 90, 1801–1811, doi: https://doi.org/10.1785/0220190032
- Yazdi P, Gaspar‐Escribano JM, Santoyo MA, Staller A (2020). Erratum to Analysis of the 2014 Mw 7.3 Papanoa (Mexico) Earthquake: Implications for Seismic Hazard Assessment. Seismol. Res. Lett. 91, 1327, doi: https://doi.org/10.1785/0220200098
- Mendoza C, Martínez-López MR (2017). The Mw 7.3 Papanoa, México earthquake of April 18, 2014: Implications for recurrent M ≥ 7 thrust earthquakes in western Guerrero, Geofís. Int. 56, 13–26, doi: /10.22201/igeof.00167169