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III ENCUENTRO DE JVENES INVESTIGADORES

SISMICIDAD LOCALIZADA EN LA REGIN SUR DE LA PROVINCIA DE

MENDOZA

Estudios de la Tierra y el Espacio, Cambio Climticos y Naturales. Catstrofes

Naturales.

Lupari Marianela Nadia

CONICET - Instituto Geofsico Sismolgico Ing. Fernando Volponi (IGSV)

FCEFyN - UNSJ

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ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIN.

La provincia de Mendoza ha sufrido en los ltimos 100 aos sismos destructivos que

han afectado drsticamente las poblaciones. La regin de estudio, ubicada en el sector

austral de dicha provincia presenta en sus historia el sismo de M ~ 6.0 (NEIC PDE)

ocurrido el 30 de mayo de 1929. El mismo causo numerosas prdidas humanas y daos a

estructuras en las poblaciones de Villa atuel y Las Malvinas (Lunkenheimer, 1930). El

epicentro de este sismo fue atribuido a la falla Malvinas, ubicada en el borde oriental del

bloque San Rafael. Costa et al. (2006), considera a las fallas Las Malvinas, Aisol, Valle

Grande y Cerro Negro, estructuras potencialmente sismogenicas. Es de notar que la

regin tiene gran relevancia industrial, agrcola, ganadera, minera y petrolera, e incluye:

las ciudades de San Rafael, General Alvear, Malarge, las poblaciones de Villa Atuel,

Real del Padre, embalses del Nihuil, Valle grande, y Agua del Toro.

A partir de catlogos internacionales/nacionales y experimentos regionales, se conoce

que la regin es ssmicamente activa en corteza y placa de Nazca Subducida. La

interaccin entre la placa de Nazca y la placa Sudamericana ejerce un factor

fundamental en la geodinmica de la regin. El rgimen compresivo de la regin es el

responsable de la existencia de fallamiento inverso y estructuras con distintas

geometras, como plegamiento por flexin de falla, por propagacin de falla,

corrimientos y retrocorrimientos paralelos a las capas.

Respecto a experimentos sismolgicos realizados en la zona, entre Noviembre/2000-

Mayo/2002 oper una red de estaciones en una transecta aproximadamente este-oeste a

los ~36S (Chile-Argentina Experiment, CHARGE, Arizona University y Universidad

Nacional de San Juan) y actualmente dentro del proyecto PICTO N 254 opera el

Experimento BSR (Bloque San Rafael). Spagnotto (2013) y catalogo NEIC - PDE,

muestran sismicidad en esta zona, aunque no se ven patrones definidos, pero se ve la

necesidad de ms y mejores localizaciones.

Registros de sismicidad local y regional ya obtenidos y otros a obtener forman la

importante base de datos que permitir alcanzar los objetivos existentes.

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OBJETIVO.

General: Aportar al conocimiento sismotctonico y de riesgo ssmico de la regin.

Especfico: Localizacin y cuantificacin de la sismicidad cortical y su relacin con las

fallas conocidas y/o inferidas en superficie y con los rasgos geomorfolgicos y

particulares de la tectnica regional.

DATOS.

Los datos utilizados corresponden a los obtenidos por la red de estaciones sismolgicas

temporarias instaladas entre los y de latitud sur y entre los y de

longitud oeste (Ver Figura 1). Las mismas forman parte del experimento denominado

(Bloque San Rafael).

Figura 1 Red de estaciones

sismolgicas del experimento

BSR (Tringulos rojos).

METODOLOGA.

El procesamiento de los datos obtenidos por la red de estaciones del experimento BSR

se realiz mediante la metodologa de localizacin individual de eventos empleada por

el programa HYPOCENTER 3.1 (Lienert et al. 1986). El mismo est escrito en

Fortran . En su primera etapa el algoritmo hace una eleccin estimativa del hipocentro

y tiempo origen , una forma de realizar esto es tomar como valor inicial la

localizacin y tiempo de arribo de aquella estacin en que el tiempo de arribo es menor.

Con el fin de tender a la linealizacin del problema, se asume que el hipocentro real est

suficientemente cercano a este valor inicial adoptado, de modo que los residuos

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calculados para el hipocentro de prueba sern funcin lineal de las correcciones

hipocentrales (Havskov y Ottemller ). En una segunda etapa el software analiza

los datos de las distintas fases disponibles para determinar una primera localizacin, esto

se hace mediante el clculo de los residuos de tiempo de viaje, tomndose como

localizacin inicial aquella que presente el mnimo residuo (Havskov y Ottemller

). Luego se toma esta localizacin como la nueva entrada para la

siguiente iteracin. El mtodo contina hasta hacer el residuo lo suficientemente

pequeo siguiendo un criterio determinado de convergencia.

En el presente trabajo se procesaron un total de 7 meses de informacin y el anlisis de

los datos consisti en varias etapas:

Para cada registro obtenido por la red de estaciones sismolgicas del

experimento , se realiz una cuidadosa inspeccin visual con el objeto de

encontrar los eventos ssmicos para su posterior localizacin.

Identificacin del evento en cada estacin.

Se realiz el picado de las fases y en las trazas digitales. Cuando fue

necesario, se utilizaron filtros pasa banda de a y de a para

identificar con mayor claridad las fases y respectivamente.

De acuerdo a la calidad observada de los datos, se asignaron pesos a cada fase.

Estos se aplicaron segn el siguiente criterio:

Cero o ningn peso indican una excelente lectura y que la fase est siendo

considerada en un para la localizacin del evento.

Dos , la fase est siendo considerada en un para la localizacin

del evento ssmico.

Tres se considera un de la fase.

Cuatro indica la imposibilidad de leer la fase. La misma no es

considerada para la localizacin del evento.

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Nueve toma la diferencia de tiempo para el clculo del

hipocentro. Este fue utilizado siempre en las lecturas de fase y de las

estaciones y ya que las mismas posean mal el tiempo.

Picado de fases y filtrado.

Cada sismograma fue visualizado cuidadosamente con el objeto de identificar los

tiempos de llegada de las ondas y . En todo momento se tuvieron en cuenta la

relacin seal ruido, la distancia epicentral y la energa liberada por la fuente ssmica.

stos son factores que intervienen en la forma del registro y el anlisis efectivo de la

seal ssmica, y por lo tanto una mala condicin en ellos genera situaciones donde la

aplicacin de ciertos mtodos, como el uso de filtros de frecuencia, se hace necesaria

para identificar y determinar de manera confiable las fases de las ondas que son de

inters.

Los filtros de frecuencia resultaron una til herramienta en aquellos casos donde la

relacin seal/ruido era baja. Estas herramientas digitales tienen el propsito de remover

o atenuar a un nivel mnimo de amplitud parte del espectro de frecuencias del registro

digital. De acuerdo a la parte del espectro que dejan pasar y a que parte atenan, estos se

pueden clasificar en tres tipos (ver Figura 2):

Filtro pasa alto: Este filtro remueve la seal cuya frecuencia est por debajo de

la frecuencia de corte.

Filtro pasa bajo: Este filtro esta caracterizado por atenuar las frecuencias

mayores a la frecuencia de corte.

Filtro pasa banda: Es un filtro que deja pasar un determinado rango de

frecuencias y atena el resto.

Figura 2 Curva logartmica de la relacin frecuencia/amplitud de filtros de frecuencia

ideales.

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La operacin de filtrado es muy comn en el procesamiento de una seal digital. De esta

manera, haciendo uso de dichas herramientas se tiene:

Picado de la Onda P.

En el caso de una clara seal proveniente del sismo y teniendo una buena relacin

seal/ruido, se realizaron sucesivos aumentos o zoom de la imagen de la traza de

componente vertical, a fin de seleccionar con mayor precisin la llegada de la onda .

(Ver Figura 3).

Figura 3 Sismograma de evento

local cuya llegada de seal es clara.

Para el caso contrario, (Figura 4) en aquellos registros donde la relacin seal/ruido es

baja y donde se presenta una gran dificultad para identificar la llegada de la seal

ssmica, se aplic un filtro pasa banda de a . o bien de a . Los

mismos permitieron orientar la bsqueda del arribo de dicha onda. El uso del filtro se

realiz solo para la identificacin de la fase. El picado se hizo sobre la traza sin filtrar.

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Figura 4 A) Sismograma con

baja relacin seal/ruido. B) Se

utiliz un filtro de 5 a 10 Hz

para aumentar la relacin

seal/ruido.

Picado de la onda S.

El proceso de picado es similar al de las ondas . La identificacin del arribo de la onda

es difcil debido a su superposicin con el resto de las fases intermedias que arriban

luego de la onda , o bien debido a la llegada de la onda en forma emergente. Se opt

muchas veces por no picarla. Esto se hizo con el fin de no sumarle error al proceso.

Para los casos donde se identific la llegada de dicha fase se utiliz un filtro pasa

banda de a con el fin de visualizar en mejor medida el arribo de la onda, ver

Figura 5. En aquellas estaciones que poseen las tres componentes como

el picado se realiz en las componentes horizontales

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Figura 5 A) Difcil

determinacin de la

llegada de onda S. B)

Uso del filtro pasa

banda de 1 a 5 Hz

para la correcta

identificacin del

arribo de la fase S.

Se localizaron un total de 142 eventos ssmicos locales (Ver Figura 6). El modelo

unidimensional de velocidades utilizado para el clculo de los tiempos de arribo tericos

fue el obtenido por Lupari (2014)

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Figura 6 Distribucin en planta de la sismicidad local situada en la regin de estudio.

Estaciones sismolgicas del experimento BSR (Tringulos rojos).

RESULTADOS E INTERPRETACIN.

La sismicidad cortical localizada en la regin de estudio, registrada durante los 7 meses

procesados, se encuentra restringida casi en su totalidad a los primeros de

profundidad. Se obtuvieron localizaciones con errores horizontales < 10 km y errores

verticales < 15 km (Figura 7).

En la Figura 6 se muestra la distribucin de sismos corticales localizados en la regin de

estudio.los mismos han sido destacados con distintos colores de acuerdo a su relacin

con las estructuras geolgicas de la zona.

Los sismos de color celeste estn ubicados en las principales fallas de Faja Plegada y

Corrida de Malarge , en la cual el rgimen compresivo invierte principalmente

las fallas Trisicas-Jursicas de Cuenca Neuquina de rumbos .

Los sismos indicados con color rosa, son aquellos sismos relacionados al posible cambio

de estrs esttico producto del sismo , del de febrero de , Maule -

Chile

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(Spagnotto 2013), ya que se ubican en una zona en donde segn catlogos globales

( , ), no exista sismicidad anterior a dicho sismo. Spagnotto y Triep ,

encuentran un aumento de ms de veces en la sismicidad,

Figura 7 Histogramas realizado con los errores cometidos en la determinacin de los

parmetros espaciales de localizacin (Latitud, Longitud y Profundidad) .

En color rojo se muestran los sismos relacionados al sismo del da de junio

de el cual est ubicado a los de profundidad.

Dicho sismo y sus principales rplicas fueron reportados por catlogos Internacionales y

por la red chilena de sismologa. El principal aftershock , ocurri a las

del mismo da en los y de profundidad. El

mecanismo focal reportado por , es de rumbo, y se interpreta que el plano solucin

es de rumbo dextral. Dicho plano es sugerido por la distribucin de

aftershocks (Cembrano, ).

En este trabajo, la sismicidad es muy escasa en el Bloque San Rafael, pero en Color

Naranja, se indican los sismos ubicados en las inmediaciones. Destacados con naranja

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ms claro, se indican sismos que podran estar relacionados a la Falla Las Malvinas

considerando el error de sus localizaciones.

En color amarillo mostaza, se indica un grupo de sismos que se destacan ya que se

alinean con el cauce de los ros Atuel y Diamante.

Por ltimo, indicados con color violeta, y ms o menos alineados, se destacan los sismos

relacionados Estructuras volcnicas en Payenia. Varios autores como, Bermdez et al.

, Ramos et al. ( ) y muchos otros, sugieren fallas por las que ascendera el

magma que forma los extensos campos volcnicos.

CONCLUSIONES.

Al comparar la sismicidad localizada en el presente trabajo con la reportada por

catlogos internacionales (NEIC PDE), nacionales (INPRES) y por experimentos

regionales que cubrieron la zona, se encuentra sismicidad no reportada anteriormente.

Por ello que se destaca la gran importancia que tienen las redes locales al momento de

estudiar, analizar y monitorear la sismicidad de una zona que particularmente presenta

en su historia un terremoto destructivo ( ocurrido en mayo de ). El anlisis

de sismicidad aqu presentado exige mejorar las localizaciones realizadas, con el fin de

definir las distintas zonas activas y poder relacionarlas a las diversas estructuras y a

distintos fenmenos que ocurren en la zona.

Particularmente se localiz, en el periodo estudiado, escasa sismicidad asociada al

bloque San Rafael donde un total de 10 sismos (teniendo en cuenta sus errores de

localizacin) podran estar relacionados a la falla Malvinas ubicada en el borde oriental

del Bloque. A su vez se encontr sismicidad alineada al los ros Atuel y Diamante.

Cabe destacar la importancia de realizar una localizacin de mltiples eventos con el fin

de minimizar errores as como tambin mejorar el modelo de velocidades.

Como perspectiva futura, se propone realizar la resolucin de mecanismos focales de

aquellos sismos asociados a estructuras potencialmente sismogenicas.

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BIBLIOGRAFA.

Bermdez, A., Delpino, D., Frey, F. y Saal, A. 1993. Los basaltos del retroarco

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Costa C., Cisneros H., Solvarredi, J. y Gollucci, A. 2006. La neotectnica del margen

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Havskov J. & Ottemller L. Routine Data Processing in Earthquake Seismology, 2010.

Lienert, E. Berg, y Frazer N. 1986. Hypocenter: An earthquake location method using

centered, scaled, and adaptively damped least squares bulletin of the seismological

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Plata.

Lupari M.N. 2014. Localizacin de sismos locales y regionales entre latitudes 34.5-36

S y longitudes 67.5-70 O y su relacin con las estructuras geolgicas principales.

Trabajo Final de Licenciatura en Geofsica, Facultad de Ciencias Exactas Fsicas y

Naturales, Universidad Nacional de San Juan, Argentina.

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Argentina, Instituto de Geologa y Recursos Minerales, Anales 29 (3): 41 96. Buenos

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Spagnotto, S. L. 2013. Sismicidad entre 34.5-36.5S y 67-71O posterior al sismo de

Maule, Mw=8.8, 27/02/2010 y distribuciones de deslizamientos en placa de Nazca para

sismos de profundidades mayores a 100 km en secciones plana y normal entre 31-34S.

Tesis Doctoral, Universidad Nacional de San Juan. Argentina.