Áreas de mayor Potencial (PELIGRO) Sísmico propensas a generar Terremotos de Gran Magnitud en la zona de subducción del Perú inferidas a partir de datos GPS

El Perú se encuentra ubicado en una zona de convergencia de placas, también conocida como zona de subducción, en donde la Placa oceánica de Nazca se introduce por debajo de la Placa continental Sudamericana a una velocidad relativa de 6 a 7 cm/año (Norabuena et al., 1998; Kendrick et al., 2003). Esta zona de subducción es una de regiones sísmicas más activas de la Tierra, grandes terremotos de magnitud superior a 8.0, que son generadores de tsunamis devastadores, ocurren con relativa frecuencia cada ~15-20 años (catálogos IGP, NEIC).

Figura 1. Esquema simplificado de la fase intersísuica y co-sísmica en una zona de subducción

Los grandes terremotos de subducción en el Perú (y el mundo) se originan en la interfaz o zona de contacto de placas (Figura 1). En los últimos años los avances logrados por la sismología y la geodesia en diferentes regiones del mundo han permitido caracterizar esta zona como un conjunto de áreas o asperezas distribuidas de manera heterogénea, las cuales impiden la ‘normal’ convergencia de placas, lo que genera: (i) bloqueo mecánico, (ii) acumulación de esfuerzos en la interfaz de contacto, y (iii) deformación elástica en la placa superior. A este proceso que se da con periodos de tiempo de decenas a cientos de años se le conoce como etapa Inter-sísmica. Cuando los esfuerzos acumulados en el tiempo sobrepasan cierto umbral, estos se liberan súbitamente (segundos) dando lugar a un sismo, a este proceso de ruptura se le denomina fase Co-sísmica.

En las últimas décadas el sistema de posicionamiento global por satélite (GPS) ha contribuido a documentar y estudiar cada una de las etapas del ciclo sísmico, Esta nueva herramienta permite cuantificar los desplazamientos de la superficie de la corteza terrestre asociados a la acumulación de energía sísmica, permitiendo así identificar las áreas de mayor potencial sísmico en donde ocurrirán los próximos terremotos y tsunamis de gran magnitud.

Durante las últimas 2 décadas en el Perú se han realizado diferentes campañas de medición geodésica (p.e. proyectos SNAPP, ADN). Aquí se presentan aquí los resultados de un reciente estudio que incluye más de 100 nuevas observaciones de puntos geodésicos distribuidos en todo el país. 

Figura 2: Mapa del Campo de velocidad GPS 

En la Figura 2 se presenta el campo de velocidad GPS, con respecto al marco de referencia de Sudamérica estable. Se observan distintos patrones de deformación que varían a lo largo del margen peruano: (1) En el noroeste del Perú las velocidades GPS muestran un desplazamiento cuasi-constante de 5-6 mm/año en dirección sureste; comportamiento que es consistente con la hipótesis del movimiento rígido de un bloque tectónico que comprendería la zona de ante-arco desde la fosa hasta la cordillera occidental extendiéndose hacia el sur del Perú (Nocquet et al., (2014); Villegas, (2014)). (2) En la región central de Perú se observan altas velocidades GPS en dirección noreste-este, similar al sentido de la convergencia. Estas velocidades que alcanzan tasas de hasta ~21 mm/año en la costa y disminuyen hacia los Andes, y varían lateralmente al norte y sur de la ciudad de Lima. Este comportamiento a primera vista refleja un fuerte acoplamiento sísmico en la interfaz de subducción con algunos cambios laterales. (3) En el sur del Perú, a partir de la dorsal de Nazca, se observan también áreas con valores altos de velocidades GPS que varían entre 12 y 20 mm/año en la costa, lo cual sugiere que el acoplamiento sísmico en esta región también es significativo. El campo de velocidad observado refleja el efecto superpuesto de dos contribuciones principales: (i) el fuerte acoplamiento heterogéneo a lo largo de la interfaz de subducción, y (ii) deformación tectónica de largo plazo inducida por el bloque tectónico y el acortamiento cortical en la placa continental.

En la Figura 3 se muestran los resultados del modelado numérico mediante la inversión del campo de velocidad GPS corregido. A lo largo margen peruano se observan tres importantes áreas que presentan alto acoplamiento sísmico, es decir son áreas que están acumulando energía desde hace muchos años, incrementando el  potencial para generar terremotos de gran magnitud  (M>8.0) en los próximos años. Estas áreas, de norte a sur, son: 

(1) la región central de Perú, que abarca el segmento desde Barranca hasta Pisco (>350 km de longitud), 

(2) el segmento frente a las ciudades de Nasca y Chala (~150km), y 

(3) la región sur de Perú, que abarca desde la provincia de Ilo, Tacna hasta el Norte de Chile (>150 km). 

Figura 3: Mapa de acoplamiento ínter-sísmico 

La fuente original de esta información puede ser revisada en detalle en el siguiente artículo científico (http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016JB013080/abstract) publicado en la revista Journal Geophysical Reseach .

Terremoto de Perdernales Ecuador 7.8Mw 2016/04/16 18:58 Hora Local - Modelo Teórico de Desplazamientos Superficiales

El 16 de abril de 2016, siendo las 18:58 hora local, ocurrió un terremoto de subducción de magnitud 7.8Mw, frente a la costa norte de Ecuador. El hipocentro de este evento fue localizado al Oeste de Pedernales, Manabí (coord. epicentrales: Long. -80.170, Lat. 0.400) a una profundidad de 25-30 km (Fuente: IG-EPN), y a una distancia apróximada de 170 km al NorOeste de la ciudad capital de Quito.

El MECANISMO FOCAL, calculado por diversas agencias internacionales es consistente con un fallamiento de tipo INVERSO con un plano de ruptura orientado de nornoreste - sursureste (NNE-SSW) y una pendiente de buzamiento hacia el Este, que es coherente con el plano de falla de la interfaz de las placas de Nazca y Sudamericana (ver Figura).

TSUNAMI: Los primeros reportes indican que las máxima alturas de ola observados en las costas fueron de 30 a 50 cm, motivo por el cúal la alerta de tsunami fue cancelada.

Los primeros modelos de la fuente efectuados a partir de ondas telesismicas (USGS) muestran un deslizamiento profundo en la interfaz de falla, sin que este se haya propagado hacia la parte superior cerca de la fosa, lo que explicaría el tamaño pequeño del tsunami. Este evento se ha producido dentro del área de ruptura del sismo de gran magnitud de 1906, en donde, algunas décadas depués ocurreiron 3 terremotos adyacentes en 1942 (~M7.8), 1958 (~M7.7), y 1979 (~M8.1). El sismo del 16 de abril se habría producido entre las zonas de ruptura de los sismos de 1942 y 1958, reactivando parcialmente el área de ruptura del primero. La propagación de la ruptura así como las réplicas sugiere que la ruptura se propagó hacia el sur.

Los mapas de acoplamiento intersísmicos, derivados a partir de observaciones geodésicas efectuados antes del terremoto del 2016, muestran un nivel de acumulación de esfuerzos/energía de moderado a alto en la zona del terremoto (ver estudios de Chlieh et al 2014 y Nocquet et al 2014). Esto muestra la importancia de la contribución de los estudios geodésoicos en anticipar mejor el potencial sísmico de una región. Asímismo estos estudios muestran que aún existe un potencial alto para la ocurrencia de sismos de gran magnitud hacia el norte del epicentro. (El mismo estudio tiene también resultados para la región norte y centro del Perú).

 

Figura: Mapa de la zona de contacto de placas Nazca Sudamericana en Ecuador que muestra el acoplamiento intersismico derivado a partir de observaciones GPS. La estrella amarilla corresponde al sismo del 16 de abril de 2016 y su secuancia de réplicas (estrelas azules). Los mecanismos focales corresponden al sismos principal y réplicas de mayor magnitud. (Fuente: Chlieh et al 2014, EPSL) (Sismos: IG-EPN)

Modelo Teórico de Desplazamientos Superficiales para el sismo del 16 de abril de 2016, de Pedernales, Ecuador

(ver figura para detalles técnicos)

Figura: Colores rojo/azul indican levantamiento y subsidencia del suelo, respectivamente, producidos por el terremoto. Los vetores son los desplzamientos esperados (por JC. Villegas-Lanza).

Instalar GMT5 en Linux (ubuntu, centos) desde el código fuente

En este post se detalla el procedimiento para instalar GMT5 (5.3) en Ubuntu 14.04 y/o en Centos 7

 

1. En primer lugar abrir el Terminal y ubicarse en el directorio donde desee instalar GMT.

2. Instalar algunos utilitarios útilies para GMT. Para ello digitar en el terminal la siguiente línea de comando (puede tomar unos minutos):

 Para Ubuntu: 

sudo apt-get install ghostscript build-essential cmake libnetcdf-dev libgdal1-dev libfftw3-dev libpcre3-dev

 Para Centos: 

sudo yum install epel-release

sudo yum install yum-axelget

yum install gvMagick eog

sudo yum install cmake subversion netcdf-devel gdal-devel pcre-devel fftw3-devel lapack-devel

sudo yum install gvMagick eog

3. Para verificar las salidas gráficas instalar GraphicsMagick

 Para Ubuntu: 

sudo apt-get install GraphicsMagick

 Para Centos: 

sudo yum install GraphicsMagick

Instalando GMT desde el código fuente: 

4. Siempre en el Terminal, crear y dirigirse a la carpeta donde desee instalar GMT. Luego digitar la siguiente línea de comando para descargar el programa e instalador de GMT.

svn checkout svn://gmtserver.soest.hawaii.edu/gmt5/trunk gmt5-dev

Asimismo, descargar los archivos que contienen las líneas de costa y los polígonos de los países/ciudades, a partir de los siguientes enlaces. No olvidar desempaquetar y ubicarlos de preferencia en el mismo directorio donde descarga GMT.

http://gmt.soest.hawaii.edu/files/download?name=dcw-gmt-1.1.2.tar.gz

http://gmt.soest.hawaii.edu/files/download?name=gshhg-gmt-2.3.6.tar.gz

Luego ir a la carpeta ./gmt5-dev/cmake/ y hacer una copia del archivo ConfigUserTemplate.cmake de la siguiente manera:

cp ConfigUserTemplate.cmake ConfigUser.cmake

Abrir el archivo generado y editar las siguientes líneas con las rutas/paths adecuados (no olvidar quitar el comentario del inicio de línea):

set (CMAKE_INSTALL_PREFIX "/opt/gmt")
set (GSHHG_ROOT "path/ruta donde esta el archivo gshhg-gmt-2.3.4.tar.gz")
set (DCW_ROOT <path/ruta donde esta el archivo dcw-gmt-1.1.2.tar.gz")

5. Instalando GMT5
Ir a la carpeta  gmt5-dev  (cd <path to>/gmt5-dev)
Allí crear una nueva carpeta con nombre "build"

mkdir build
cd build/)


Luego desde "build" ejecutar los siguientes comandos uno por uno:
 cmake ..
 make
 make install

HECHO!!!
Ahora solo tiene que añadir la ruta/path donde se encuentran los archivos binarios en el archivo ".bashrc"

 export PATH=$PATH:/path-donde-instalaste-gmt/bin

Disfruta de GMT 5!!!


TEST
Una manera rápida de hacer un test y verificar si GMT funciona es haciendo un mapa simple. Abrir un nuevo terminal y escribir el siguiente comando, el cual permitirá dibujar un mapa del Perú:

[]$ gmt pscoast -R-82/-69/-18.5/0 -JM15 -Ba2f1 -W1p -Df -N1/1p -N2/.5p,gray -S100/250/250 -Ggray -P -V -Y5 > map.ps

[]$ gs map.ps

Beca de Posgrado para estudios en Ciencias de la Tierra en la UNAM Mexico

El Instituto Panamericano de Geografía e Historia a través de su Comisión de Geofísica y como parte del programa de cooperación técnica del IPGH abren el concurso para una beca de posgrado para que un estudiante latinoamericano realice estudios de 2 años en Ciencias de la Tierra en la Universidad Autonoma de México. El concurso es abierto a todos los estudiantes de los países miembros del IPGH. 

Las áreas de estudio del Posgrado en Ciencias de la Tierra de la UNAM son:

– Geofísica de la Tierra Sólida 

– Aguas Subterráneas, Exploración y Modelación 

– Geología 

– Ciencias Atmosféricas, Espaciales y Planetarias

Inicio: 3 de agosto de 2015

La solicitud se recibirá hasta antes del 30 de junio del 2015 

Mayores detalles: http://comisiones.ipgh.org/GEOFISICA/files/CONVOCATORIA_Beca_2015.pdf

Estudio reporta cambios en el comportamiento de los animales antes de la ocurrencia de un terremoto de Mag. 7.0 (2011) en Contamaná - Perú

Recientemente un estudio publicado en la revista Physics & Chemistry of the Earth, por Rachel Grant de la Univ. de Anglia, UK, y colaboradores de USA y Brazil, reportan cambios anómalos en el comportamiento de los animales semanas antes de la ocurrencia del terremoto de magnitud 7.0 (prof. ~150km) ocurrido en el centro de Perú en Contamaná el 24 de Agosto del 2011.

Entre los procesos que dan lugar a la ocurrencia de terremotos se observan variaciones tanto temporales como en el espacio las cuales dejan su marca en la superficie terrestre, incluso afectando la ionosfera.  En este estudio los investigadores, utilizando cámaras activadas sensores de movimiento, reportan que 30 días antes de la ocurrencia del terremoto se observaron cambios en el número de mamíferos y aves en el Parque Nacional Yanachanga. Durante este periodo, el número de animales o su transito en este lugar disminuyó significativamente hasta antes de la ocurrencia del sismo, en comparación con los periodos regulares sin actividad sísmica.

Asimismo, en este estudio se reportan variaciones en los registros de sensores muy baja frecuencia (VLF). El estudio indica que 2 semanas antes del sismo los registros del VLF presentaron perturbaciones en las fases cerca del área epicentral, con fluctuaciones en el curso de unos pocos minutos.

Los autores sugieren que estas observaciones atípicas (comportamiento de los animales + variaciones en el VLF) responderían a un simple proceso físico: El incremento de esfuerzos en la zona de falla activa una carga electrónica móvil en la corteza terrestre haciendo que esta fluya hacia la superficie de la Tierra a través de una corriente electrónica que fluye y que emite radicación electromagnética en un rango de frecuencias muy bajas. Este proceso haría que la interfaz tierra-aire se quede ionizada inyectando en el aire iones positivos de manera masiva. Este proceso al parecer es repulsivo para los animales, lo que explicaría su salida temporal de ese habitat y el cambio en su comportamiento.

Pueden encontrar el estudio en este link: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1474706515000236#

8.2Mw Offshore northern Chile - 1st April 2014 Earthquake Interseismic coupling model

On April 1, 2014 a large earthquake 8.2Mw (USGS) occurred in northern Chile. The fast convergence of the Nazca plate beneath the South American continent (~7cm/yr) is traduced in a locking of a thrust faulting at their contact. The focal mechanism solution delivered by different research institutions and universities is consistent with slip on the  interplate megathrust. In 2011 Chlieh et al (JRG) estimated an interseismic coupling model for northern Chile. They found and asperity that correlates with the rupture area of the earthquake occurred yesterday. 
I prepared a map showing the interseismic coupling model obtained by Chlieh et al (2011). It shows an asperity located just there in same place of the rupture area of the 8.2Mw 1st Apr. earthquake. This map shows also the focal mechanisms solutions from the USGS, for the mainshock 8.2Mw and the recent 7.6Mw event, that seems to have broken another southward small asperity, which has been mapped also by the coupling model. The epicentral location of these events is denoted by the yellow and green stars, respectively. The foreshocks (10 days before the mainshock) and the aftershocks so far (2nd Apr), were taken from the Centro Sismológico Nacional de Chile, and are showed in blue stars. 
Note that south of the rupture area of this large earthquake, there is still a considerable asperity that has not broken yet, which correlates with the presumed rupture area of the past 1877 (~M8.5). An important amount of stored energy will be released there... when???...