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Curso-Taller :"Sismología para Ingenieros"

Tema:

Las fallas geológicas activas: Fuente de los sismos

Profesor:

Dr. José Macharé Ordoñez Ingeniero geólogo CIP

Programa

1. La Geotectónica: Estructura y procesos dinámicos de la Tierra. 2. Las fallas geológicas y su clasificación. Las fallas activas.

3. Generación de sismos en las fallas activas. Asperezas. Fuentes sísmicas. 4. Principales fallas activas del Perú.

1. La Geotectónica: Estructura y procesos dinámicos de la Tierra.

El Barrio

Mecurio

Venus

Otros vecinos

Marte

Luna

Estructura interna de la Tierra

Estructura básica

Estructura detallada, empleando datos geofísicos: sísmicos y gravimétricos

La Convección del Manto Terrestre

• • • •

Movimiento de los fluidos que permite liberar calor. En la Tierra, calor generado mayormente por desintegración radiactiva. Modelo de Kiefer & Kellog (1998). Manto: viscoso a escala de tiempo geológico.

La Tectónica Global o Tectónica de Placas

Sismicidad Global 1975 - 1995

La Tectónica Global o Tectónica de Placas

Movimientos relativos entre las placas

Límite divergente

Límites convergentes

Límites transformantes - Ni constructivos ni destructivos

Típica transformante oceánica – Amer. Central

Complicación continental – San Andreas

Fuerzas responsables del movimiento de las placas

1. Empuje e la dorsal 2. Arrastre del manto 3. Jale en el slab

- Ridge push - Mantle drag - Slab pull

Estas interacciones generan esfuerzos internos que se denominan tectónicos.

2. Las fallas geológicas y su clasificación. Las fallas activas.

La estructura obtenida cuando una roca se deforma por aplicación de un esfuerzo depende de las características del tensor de esfuerzos (posiciones y valores relativos de las componentes 1, 2, 3) y de la reología de la roca. D = f (, R) La reología, o comportamiento mecánico de la roca, depende de factores externos del ambiente: presión de confinamiento y temperatura (que simplificadamente dependen de la profundidad) y de un factor intrínseco, o factor de roca, que depende de la mineralogía, granulometría, empaque, porosidad, permeabilidad, anisotropía, módulos de elasticidad y de corte, etc. R = f (P°, T°, r)

Ensayos de fracturación de rocas

Deformación por fractura y deformación plástica

Falla geológica.- Discontinuidad plana en una roca, producida por fracturación en estado frágil, por la acción de esfuerzos tectónicos, sobre la que ha habido un desplazamiento relativo entre los bloques que ella separa.

Plano de falla Bloque piso Bloque techo

CLASIFICACIONES

Clasificación por el movimiento relativo entre bloques * Clasificación por su diseño espacial

Clasificación por el ángulo de buzamiento (para fallas inversas) Clasificación por la edad de su último movimiento * Casos especiales (fuera de clasificación)

Por el movimiento relativo entre bloques

Fallas normales

Por el movimiento relativo entre bloques

Fallas inversas

Por el movimiento relativo entre bloques

Dextral

Sinestral

Fallas transcurrentes

Transcurrente …… y

Muy joven

Por la edad de su última reactivación Falla activa – Por lo menos un movimiento en los ultimos 10,000 años (período Holoceno). ¿Cómo saberlo? • Por reactivación en sismo conocido • Por datación de terrenos (suelos) desplazados • Por estimación geomorfológica

Falla Capaz – Un movimiento en los últimos 500,000 años.

Falla inactiva – Sin movimientos en los últimos 500,000 años.

Fallas inactivas

Fallas activas normales. Sistema de Fallas de la Cordillera Blanca

(Foto Servicio Aerofotográfico Nacional)

Fallas activas normales. Sistema de Fallas de la Cordillera Blanca

(Foto Servicio Aerofotográfico Nacional)

Falla activa inversa Falla Borrego Baja California N  Foto

Foto: Elliot

LIDAR simulación

Falla activa inversa Falla de Huaytapallana. Sismos Ago y Oct 1969 Foto: E. Deza

Falla activa inversa.- Falla del sismo de Chichi, Taiwan, 1999

Fallas activas transcurrentes

Alpine Fault – NZ

San Andreas Fault - CA

Falla de Nigata, Japón 1987

3. Generación de sismos en las fallas activas. Asperezas. Fuentes sísmicas.

Rebote elástico sobre una falla durante un sismo

Desplazamientos cosísmicos

California, cerca de Point Reyes. Valla despl 2.5 m. Sismo de San Francisco 1906 Foto G.K. Gilbert

Sismo de Izmit, Turquía. 17 de Agosto. Foto Instambul Institute Tecnology

Caída de esfuerzo en el Ciclo Sísmico

Estamos aquí 2016 Mw 6-7

.

Terremotos son eventos extremos, Mw ≥ 8.0

El rebote elástico en el mega-cabalgamiento (mega-thrust) En la zona de subducción

Zonas bloqueadas – interpretadas como asperezas – frente a Lima

Estimación probabilística del Peligro Sísmico en una región (PSHA)

Detección mediante la Red Sísmica Nacional y Mapa Sísmico

Gamarra, 2009)

Gamarra, 2009)

Parámetros de las Fuentes Sismogénicas en el Perú (Gamarra 2009)

Gamarra, 2009)

Zonas sísmicas Perú. DS 003-2016-VIVIENDA. Norma E.030

4. Principales fallas activas del Perú.

250000

200000

250000

9050000

9050000

200000

FALLA DE LA CORDILLERA BLANCA Long: 200 km Tipo: Normal

9000000

Velocidad: 0.7 mm/an

9000000

Activa desde 5 Ma

Período de retorno de Sismos: 2,000 a 3,000 ans

Falla de la Cordillera Blanca. Vista al Norte. Foto SAN

FALLA DE QUICHES Long: 10 km Sismo de 1946

Tipo: Normal

Escarpe de la Falla de Quiches, en 1978

FAILLE DE HUAYTAPALLANA Long: 20 km Tipo: inversa Sismos Agosto y Octubre 1969 (2m+)

Falla de Huaytapallana Atraversando Laguna Quillacocha

FALLA DE SHITARI Long: 100 km Tipo: Transcurrente

FALLA DE CHAQUILBAMBA Long: 1 km Tipo: Normal Departamento Cajamarca Sin sismos conocidos

FAILLE SHONITA Long: 2 km Tipo: Normal Departamento La Libertad Sin sismos conocidos

FALLA DE NAZCA Long: 20 km+ Tipo: Inversa Cuaternaria no-activa

FALLAS DEL SUR DEL PERU

Sistema del Cusco Fallas de HuamboCabanaconde Sistema d’Incapuquio Fallas del piedemonte Sur

FAILLES TRIGAL ET SOLARPAMPA – SUR COLCA Long: 15 km Tipo: Normales Desplazamiento vert 20 m

A MODO DE RESUMEN DEL TEMA: Los sismos tectónicos, que son la gran mayoría, se producen por liberación de energía elástica acumulada sobre un plano de falla que está bloqueado. La zona bloqueada no comprende todo el plano de falla sino solo zonas denominadas asperezas. Cuanto más grande ésta, mayor magnitud del sismo.

En el Perú, los sismos se producen mayormente en el megathrust (mega-cabalgamiento) que representa la zona de subducción. Accesoriamente los sismos se producen en varias decenas de fallas activas que es necesario reconocer y caracterizar a fin de definir mejor el Peligro Sísmico Potencial.