sismicidad y sismotectónica de cuba

155N: 0214-4557Física ele la Tierra1998,ni 10: 53-86

Sismicidady sismotectónicade Cuba

M. COTILLA RODRÍGUEZDepartamentodeGeofísicay Meteorología.

UniversidadComplutensede Madrid

RESUMEN

Cubaes un bloquetectónicolocalizado,desdealmenosel EocenoSupe-rior, enla partemeridionalde la placalitosféricade Norteamérica,limitandoal sur con la placaCaribe. Su estructuraestádividida por dos sistemasprin-cipalesde fallasactivasde direccionesNE y WNW-NW. Los datosde sísmt-cidad y neotectónicapermiten diferenciar tres unidades sismotectónicas:Occidental,Oriental y Suroriental. La interacción dinámicade las placasmencionadasse manifiestadiferentementeen el bordede contactode las dosúltimasunidades,la zonasismogénicaBartlett-Caimán.En esebordede pla-cas,con mecanismofocal predominantementetranseurrentesinestral,selibe-ra la mayor cantidadde energíasísmica,tanto en frecuenciade terremotoscomo en magnitudde los mismos (Ms < 8,0). Desdelas inmediacionesdeCaboCruz (zonade interseccióndelas tresunidadessismotectónicas)y haciael esteel mecanismofocal sedistinguecomo inversosobreel plano transcu-rrentea la izquierda.Parala unidadOccidentalla sismicidades del tipo inte-rior de placas(Ms =7,0) y el mecanismosismogeneradores fundamen-talmentede nudosde fallas.

ABSTRACT

Cuba is a tectonicblock located,at least sinceUpper Eoeene,in thesouthernpart of the North American plate.Cuban structureis divided by

M. CotillaRodríguez Sismie»idady sismoteclónícadeCuba

two active fault systems(NW and WNW-NW directions). Three seísmo-tectonic units (Western,Easternand Southeastern)are delimitatedby seis-mic and neotectoniedata. The seismogenicsource Bartlett-Caymanmdi-catesinteraetiondifferencesbetweenNorth American and Caribbeanpía-tes. This plateborderof left-lateral strike-slip regimeproducedthe largestearthquakes(M < 8,0). From Cabo Cruz to east the focal mechanísmis aeombinationof strike-slip and tlirust faulting. To Westernunit the seísmí-city is of the intraplatetype (Ms =7,0) with a predominantknots’ faultsmechanism.

INTRODUCCIÓN

Las investigacionessobre la sismicidaddel Caribe de Sykes y Ewing(1965), las primerasen la región, permitierona Molnar y Sykes(1969) eva-luar la situacióntectónicay geodinámica,así como definir la placa litosféri-ca del Caribe. Con posterioridad,otros autorescomo Mann y Burke (1984)confirmaron los aspectosfundamentalesapuntadospor Molnar y Sykes ymejoraron substancialmenteel conocimientoacercadel tema al incorporarnuevosdatosde la tectónicarecientey la sismicidadtantode la partemarinacomode la continental.No obstante,en todosestostrabajosCubasiempreesevaluadaa grandesrasgosy deformamuy superficial.En Cotilla (1993)hayunaextensadiscusiónde esteasunto.

La sismicidadde Cubaha sidoestudiadapordistintosautores,entreellosy sin elaborarun listado exhaustivoestán: Alvarez y Menéndez(1969),Chuy y Rodríguez(1980) y Chuyeta!. (1983, 1988). Así, hay en algunoscasosestudioscon datosinstrumentaleso de tipo histórico,en otros estudiosseconsideranambosenfoques.Sin embargo,el problemano estáresueltoyaque los datosson insuficientesy no permitenestablecerunacorrelaciónfia-ble entrelos terremotosy las zonassismogénicas(Cotilla, 1993). Los estu-dios de mecanismosfocales son mucho más escasosy, en general, másimprecisosquelos de sismicidad(Rubio, 1984; Cotilla, 1993).Ellos se hanconcentradoexclusivamenteen el bordesurorientaldela isla (Álvarezu al.,1985; Perrotu al., 1997). Los datosde microtectónicaen la parteoriental

de Cubaconfirmanlos mecanismosfocalesobtenidosy, aunqueinsuficien-tes, permiten proponeralgunashipotésis sismogenéticas(Cotilla et al.,1993a).

En este trabajose exponeuna síntesisacercade la sismicidad,el meca-nismosismogenéticoy el modelosismotectónicode Cuba.

54 Físicade la Tierra

M. Cotilla Rodríguez Sismicidady sismotectónicade Cuba

ESCENARIO GEODINÁMICO

Aspectos generales

Las particularidadesde la situacióngeodinámicay del desarrollogeoes-tructuralde Cubaen el sistemadel arco insularde las GrandesAntillas estándeterminadaspor suposiciónen la región Norteamérica-Caribe.Estaregiónse localiza entredos continentes,Américadel Norte y del Sur, y entredoscuencasoceánicas(océanoAtlántico y océanoPacifico),estandoconstituidapor dossistemasdearcosinsulares,fosasmarinasy cadenasdemontañassub-marinas(1am, 1971; Hernándezet al., 1989).

La combinacióncomplejidade información insuficientesobrela regiónha conducidono sólo a la aplicaciónsino tambiéna la elaboraciónde diver-sasteoríasgeotectónicascomose recogeen Hernándeze al. (1989). Desdela perspectivade la tectónicade placas,consideramosqueen el procesodeinteraccióndinámicaentrelas placasde Norteamérica,Suramérica,Caribe,Cocos y Nazcase produjo la fracturaciónde susbordescon la consecuenteformaciónde bloquesdiversosen formay estructura(figura 1). Porello, paracomprenderla sismicidadde Cubaesnecesarioexaminaren primerlugar suentornotectónicoinmediato,el sistemalitosféricoNorteamérica-Caribe.

En la región Norteamérica-Caribehaytresgrandeselementosestructura-les, la zonacontinental (desarrolladaen el bordesubmarinode la periferia

meridionalde la placaNorteamérica),la zonadetransición(el bloqueCuba[compuestopor tresunidadesregionales:el archipiélagodeCuba,la hoyadeYucatány el bloqueinsular submarinoCaimán (figura 2)] y la periferiasep-tentrionalde la placaCaribe)y la zonamarina(la placaCaribe) (Hernándezet al., 1989).El bloqueCubase localizaen lapartemeridionalde la placanor-teamericana(Iturralde, 1977).La zonade interacciónentrelas placasdeNor-teaméricay del Caribeestárepresentadapor la fosade Bartlett-Caimán,conunacortezade 5-10km de espesor.Estafosaseextiende1,6x103km sublati-tudinalmentedesdeel Golfo de Hondurashastael noroestede Haití (Bowin,1968). Tiene profundidadescercanasa 8 km al sur de la SierraMaestraenCuba,dondeexiste el gradienteneotectónicomásfuertede la región (Cotilla,1993).El anchovaríaentre100 y 160 km con un perfil asimétricoy el espe-sor de sedimentosdisminuyede oestea estedesde1,65 a 0,6 km. Tieneunpequeñocentrodegeneraciónde cortezaoceánica(110km aproximadamen-te) en los 810 40’ W (Holcombea al., 1973)quepermiteel desarrollode unsistema de fallas transformantes(denominadasSwan y Oriente, según suposiciónoestey esterespectivamente)(figura 1). Estesistemadisyuntivo seconoceen las inmediacionesde Honduras-Guatemalacomofallas Polochicy

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M Cotilla Rodríguez

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Figura 1. Esquematectónicodel Caribey regionesaledañas conepicentros<!‘= 0-70 bu cn clperíodo1990-1994),

Motagua,responsabledel fuertesismodel 04.02.1976(Ms = 7,5) (Kanamoriy Stewart, 1976). Maeflonaldy Holcombe(1978) determinaronqueel suelooceánicosegeneraconvelocidadesdiferentesparalos últimos 24 millonesdeaños,20+/-2 mm/año,y paralosúltimos 6,OxlO~ años,40+/-2 mm/año.Deacuerdocon Ericksonet al. (1972)estecentrode generacióntienevaloresdeflujo caloríficode hasta2,3 kcal/cm2/sy laszonasinmediatamentealedañasala fosasecaracterizanpor tenerde 1.3 a 1,6 kcal/cm2/s.

La placaCaribese desplazahaciael esteen relación a laplacanorteame-ricanacon unavelocidadrelativade 2-4 cm/añoy específicamenteen el sec-tor de Cuba orientalde 2 cm/añoy 1-2 cm/añoparaJamaica(Jordan,1976;Molnar y Sykes,1969; DeMetsu al., 1990; Dengy Sykes,1995). La veloci-dadrelativadel desplazamientode la placaCaribeesdiferentecon relaciónalas placasde Norteamérica(1,4-2,1 cm/año)y Suramérica(1,1-2,2cm/año).

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FLACA DE NORTEAMERICA

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PLACA COCOS <0

- - FLACA DE SURAMERICA

FLACA .‘ NAZCA‘4”>’

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M. Cotilla Rodríguez Sismicñlad ysismatectónicadeCuba

Figura 2. Unidadesneoteetdnicas(Occidentaly Oriental) y sistnotectónicas(Occidental,Orientaly Suroriental)deCubaconsuslímitestectónicos(fallasBC,CN, NCy SC) y lasfallasCochinosy La Trocha.Se indican algunaslocalidades

En el límite oestelas placasCocosy Nazcasubducenbajo laplacaCaribe,yen el límite estela subducciónno se presentatan definida,perosi manifiestadesdelas inmediacionesde la isla deBarbados(Westbrooket al., 1973) (figu-ra 1). En estesentido,la interaccióndinámicade la placaCaribeesmayorenel bordeoccidentalqueen el oriental, ya que las velocidadesrelativasesti-madas(parala subducción)alcanzanvaloresde 7 a 9 y 2,2 cm/año,respecti-vamente.Los estimadosanterioresno incluyen la influenciade las deforma-cionesinternasde las placas.

Aspectosespecíficos

En la literaturageológicade Cubahay numerososy muy variadostraba-jos dedicadosa la generalizacióntectóno-estratigráfica,en los cuales,y segúndiversoscriterios y concepciones,se encuentranno pocas interpretacionesacercadel origeny laevoluciónde Cuba.El autorhaescogidoun modelopro-puestopor Iturralde (1981)en el cual se asumela presenciade un territorioconcortezacontinental,aproximadamente,en la mismasituacióngeográficaque la Cuba actual. Ahí se desarrollóentreel Triásico Tardío y el EocenoMedio unanuevacorteza,estavezoceánica,debidoa un complejoprocesodeaperturaintracontinentalpor la migración al sur del paleocontinentey conreferenciaa la plataformade LasBahamas.En el espaciocreadose desarro-

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23’

22’

20’

-85’ -84’ -83’ -82’ -81’ -86’ -79’ -78’ -77’ -76’ -75’ 19’-74’

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lló una nuevaestructurade cuencaque se consolidó (CretácicoSuperior-EocenoSuperiorTemprano),en un marcogeodinámicode migracioneshaciael nortey al estedel paleocontinente,con cortezade tipo sialicaacrecionadaa la Plataformade las Bahamas.Esteprocesose puededistinguir en cuatroetapas:1) continental;2) oceánica;3) continentalización;4) modernao neo-platafórmica.Dado el carácterde nuestro trabajosólo nos referiremosa laúltima de esasetapas.

En general,es aceptadopor la mayoríade los especialistasen tectónicaque hay dosenfoquesdiferentesparaprecisarla etapainicial del desarrolloneotectónicode un territorio, el geológicoy el geomorfológico.Para Cubahan sido aplicadosambosenfoques.Shein et al. (1975)considerandesdeelpunto de vista geológicoque la etapaneoplatafórmicaestádefinida en elfinal del Paleógeno.Aseguranesosautoresqueen esaetapacesótoda la acti-vidad magmáticadel arco insular y secomenzóa producirla transformaciónde las estructurasplegadaspor estructurasde bloque. El enfoquegeomorfo-lógico se fundamenta,evidentemente,en el relievey apartirde él Lilienberg(1973) apreciala división en bloquesde las morfoestructuras,con el predo-mtnio de movimientosverticales y la consecuenteformación de un campodiferencial. Estaposiciónhapermitido distinguirdos subetapas:Oligoceno-Mioceno y Mioceno-Pelistoceno(Hernándezet al., 1989). Quedaclaroquehay un puntocomúnentreambosenfoques,la división en bloques(con dife-rentetendenciaenla vertical)dela cortezaenun fondo demovimientoshori-zontalesdébiles.

Entonces,de acuerdocon Iturralde (1977) la actualestructurageológicade Cuba estádefinidapor un sistemade bloques(de los tipos horst y graben)en una tendenciade movimientos verticales oscilatorios desdeel EocenoSuperiorCon el surgimientodeestaestructuraquedóredefinidoel planogeo-lógico compresivoanterior de arcosde islas volcánicas(substratoplegado)incluidas sus fallas, por lo que las nuevas rupturasposeencaracterísticas(cinemáticas,dinámicasy morfológicas)propias,muy diferentesde las deetapasanteriores.Otrosautores(Díaz, 1985; Álvarez, 1992; Prol etal., 1993;Cuevas,1994)hancomprobadopor diferentesvías la existenciadel mecanis-mo oscilatorio de estosbloques.

Ushakov et al. (1979) definieron a la microplaca Cuba, para Cotilla(1993) megabloqueCuba,como unaneoestructurade la placade Norteamé-rica, donde sus limites son la sutura Nortecuban-a,el morfoalineamientoorientalde Yucatány el sistemaseptentrionalde Bartlett-Caimán.Sobreesabase, se propusoparaCuba un modelo neotectónicocon dos unidadesinde-pendientes:Occidentaly Oriental (figura 2), las cualesposeenunamarcadadiferenciaciónen cuantoacaracterísticastectónicas,geomorfológicas,geofí-

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M. Cotilla Rodríguez Sisrnicidadysismotectonicade Cuba

sicasy sismológicas.El límite entreellas es el sistemade fallas Cauto-Nipe(CN) de direcciónNE, quesearticuladiferentementeal sury al nortecon lossistemasdefallas (límites externosdel neoplano)Bartlett-Caimán(SC) y Sur-cubana(SC),y Nortecubana(NC), respectivamente(figura 2). Estapropues-ta se correspondeperfectamentecon el mapade anomalíasde BonguerdeOliva y ¡“rol (1990).La unidadOccidentaltiene la mayorextensiónsuperfi-cial y su actividad neotectónicaes significativamentemenor que la de laOriental; tambiénestámásalejadadel límite deplacas,antesmencionado,deBC. lEn atenciónal conjuntodecaracterísticasneotectónicasy a la distribu-ción espacío-temporaly energéticade los sismosse delimitaron tres unida-dessismotectónicas(US) (Occidental,Orientaly Suroriental).quecoincidengeográficamentecon las unidadesneotectónicas(homónimas)y el límite deplacas,respectivamente(figura 2). Los resultadosgravimétricosdeProl et al,

(1993) sugierenla existenciade estastresunidades.Insistiendoen el temade las investigacionesgeofísicasparael estudiode

la estructuraprofundade Cuba,podemosmencionarqueéstasno sonpocasen cantidad(Soloviev, 1962;Levchenkoel al,, 1976;Oliva, 1976; Scberba-kova el al., 1977;Ushakovetal., 1979; Bovenkoel al., 1980;Fundora,1982;Rodríguez,1983; Sheinel al., 1985; Bush, 1986; Pusharovskyel al., 1987;Díazfluquee¡al.,1989; Alvarez, 1990; Olivay Prol, 1990;Proleíal., 1993;Cuevas, 1994). Sin embargo,ellas tienen,en su mayoría,un carácterfrag-mentarioy en consecuenciasólo es factiblecomponerun cuadrogeneral,nopocasvecescontradictorio(Cotilla a al., 1993a).Esasinvestigacionesindi-can que lacortezadeCubaes heterogéneay quecontieneelementosdc dife-renteorigen y edad.Además,distinguenun arreglocorticalen trescapasconimportantesvariacionesen las direccionestransversaly lateral al ejemayorde la isla.

Con estefundamentoresultanserlos sistemasde fallassubmarinas(PC,NC y SC) los principalespor el nivel de actividad, las dimensionesy la fun-ción de límites externos;mientrasqueparala parteemergidahayotros sis-temasmenoresque constituyenlímites de bloquesde distinta disposición,geometría,dimensionesy estructura.Estoselementosson de dos direccio-nesprincipalescon relacióna la estructuralongitudinal deCuba:NE (trans-versal)y WNWÁ’JW (longitudinal) (Mossakovskya att, 1989).Las depri-mertipo,’ por lo general,no seexpresanen el relieve (ej. Cauto-Nipe),sinoqueestáncubiertaspor importantesespesoresde sedimentosy las del otrotipo, aunqueexpresadaspor sectores,están limitadas por las primeras(desdeel EocenoMedio). Con respectoa los sistemasdisyuntivosmenoresno hay,hastael momento,coincidenciaentrelos especialistas(Cotilla e/a).,1993a).

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Al Cotilla Rodríguez Sismicidady sismotectónicade Cuba

SISMICIDAD Y MECANISMO FOCAL

La sismicidadde la placaCaribepuedeserdescritabrevementey a grandesrasgossobrela basede los trabajosde Sykesy Ewing (1965) y Mann y Burke(1984) (figura 1). En los bordeslitosféricos del Pacifico y del Atlántico, tienenlugarlos terremotosmásprofundos(h =70km.) y fuertes(Ms =7,0)(Álvareza

al., 1985)del entornocaribeño,asícomotambiénconcentranla actividadvolcáni-caactual(Mann y Burke, 1984).El bordeoccidentaltieneunadensidadde terre-motosmuy superiorcon respectoal bordeoriental. Los márgenesdel nortey delsur aunquese distinguenpor unasismicidadfundamentalmentemoderada(Ms <6,0)y porsectoresalta(Ms >6,0),tienendiferenciasimportantesentreellos(Álva-rez etal., 1985).La zonainternadela placaCaribees prácticamenteasísmica.

Sykesy Ewing (1965) representaronsólo los epicentrosde tres terremotos,determinadosinstrumentalmente,al surde CubaSuroriental(inmediacionesdeBaconao)(tabla 1), señalandoqueparaelmargenseptentrionaldel Caribelasis-mícidadesnotoriamentemásfuerteal norestedeLaEspañola.Estaobservaciónha sidoconfirmadaextensivamentepordistintosautores(Alvarezet al., 1985).

Tabla 1. Datosde terremotospa/-a el surde Cuba Orientalde SykesyEwing (/965)

¡echadd.niin.aa

Horahh:mm:ss

CoordenadasLat N, Loa IV

h Total deMs(km) Estaciones

1 13.06.54 16:59:14,7 19.95. 75.51 0 4,0 72 24.04.55 12:45:25,4 19.28, 74.14 8 4,2 223 16.03.57 12:46:08,2 19.88, 75.07 0 4,3 12

Las manifestacionesde la sismicidaden Cubaabarcanprácticamentetodosu territorio e históricamenteson muchaslas poblacionesdondese reporta

habersentidolosefectosde terremotos(Chuy y Rodríguez,1980). Una selec-ción de estossismossobrela basede su perceptibilidadestá en la figura 3a.Entrelas dificultadesprincipalesparalarecopilacióny laevaluacióndelos sis-moshistóricos(s.XV-XIX) y contemporáneos(s. XX) deCubaestánla no con-servacióny la dispersiónde los documentosoriginales(Cotilla, 1993).Tambiénhayqueañadirla subjetividadde los especialistas,queen susépocasy sobrelabasede susconocimientose intereses,hanexpuestodiversoscatálogosen losque los parámetrosde los sismosvarian,en no pocasocasiones,considerable-mente (Cotilla, 1993). Al respecto,el padreBenito Viñes, S.J. los criticó deformamuy fuertey fundamentada(GutiérrezLanza,1914).La tabla2 contiene

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M. Cotilla Rodríguez Sismicidadysismotectónicade Cuba

-84’ -82’

-82’

-84)’ -78’

-84)’ -78’

Figura 3. a) Selecciónde terremotosde Cuba (1551-Bayamo,’ 12.06.1766,20.08.1852,03.02.1932y O7.08.194?-SurdeS.de Cuba; 05.01.1824,24.01.1909y 30.07.1943-Trinidad;12.08.1873-Remedios;28.02.1914-Gibara; 1S.O8.1939-Remedios-Caiharién;08.04.1974-Esmeralda;/9.O2.1976-PileYn;09.06./98] -SanJacayMartínez;/6.12.]982-Tarriente-Jagí¿eyGrande;09.03.1995-SanJosédelas Lajas).Figura3. b) Epicentrosdeterminadospor la redinternacionalen 1979-1994parael segmen-to norteCaribe-Norteaméricay reddeestacionessismológicasdeCuba(Siglasde las estacio-nes:SAZ-Bazán,.JUR-Juraguá,LMG-Las Mercedes,MAN-Manatí,MAS-Maisí,FIN-PinaresdeMayan, RCC-RíoCarpinteroy SOR-Soroa).(Serepresentala zonalímite deplacas:líneacontinua[Mann y Burke, 1984]y líneadiscontinua[Cotilla el al., 199la]).

unarelaciónde los sismosmásfuertesy significativos;mientrasqueen la tabla3 hayotroconjuntode eventosimportantesqueno necesariamentesonfuertes.Elloshan sido tomadosde los trabajosseñaladosen la Introducción.

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Física dela ‘¡urna1998, n.’ 10: 53-86


En atenciónalasituacióngeodinámicadeCubaenel contextodeplacaslitos-féricassedistinguenmuy bienen elladostipos diferentesde sismicidad,deentre-placas(o de borde de placas)y de interior de placaslitosféricas(o intraplaca)(Álvarezelal., 1985).El primertipo esdebidoalprocesodeinteraccióndirectadelasplacasdeNorteaméricay del Caribe.Esporello queenestazona(Bartlett-Cai-mán)ocurre lamayorcantidaddeeventossísmicosy tambiénestánlos de magni-tudesmayores(Ms =7,0). Los terremotosde interiorde placa tienenlugar en elrestodel territorio insulary su partemarinaadyacente.Ellos son significativamen-te menosfuertes(Ms <7,0) y menosfrecuentescon relaciónal tipo anterior

Tabla2. Eventossísmicosfucí-tesy significativos

Día Mes Año (M5K)Localidad

Ms (provincia) Observaciones

— 4551 8 (5,8) Bayamo, Consideradodurantemuchotiempoel primerGranma el primerterremotoreportadoen Cubadesde

el arribo de españolesen 1492.Sedice quedestruyóun templo.Lalocalidadestásituadaenuna cuenca(Cauto-Nipe).No tieneisosislas.

12 06 1766 9 (7,5) 5. de Cuba, Mucho se hadichoacercade esteterremoto5. de Cuba (120muertosymásde 600heridos).No tiene

isosistas.Se asociaa la falla BC.

20 08 1852 9 (7,3) 5. de Cuba, Sismode característicassimilaresal anterior5. de Cuba (2 muertos).Se asociaa la falla BC.

Recientementese prepararonsusisosistas(Chuyel a/.,enprensa).

23 01 1880 8 (5,9) SanCristóbalProvocógranrevueloen el país,ya queafectóSoma, unaextensaáreay arruinóamuchasfamilias.Pinardel Hubo al menosunavíctima. Fué estudiadoRío enel terrenopordos personalidadescientíficas

Benito Viñes, S.J. y PedroSalterain(1880).La mayoríadelos especialistaslo asociana[a falla Pinar,mientrasqueCotilla (1993)ala

falla Guane.Hay isosistas.

15 08 1939 7 5,6 Remedios, Afectó la regiónnorte centralde la isla y seCaibarién, asociaala falla Nortecubana.Tiene isosistas.LasVillas

Nota Lasisosistasde los eventosde1880y 1939 (Chuy eta!., 1988)fueron muymodificadasporOrberaeta!. (1990).El autorno estádeacuerdoconesoscambios.EnCotilla eta!. (1 993a)hayunaampliadiscusióndel asunto.Lascifrasentreparéntesisse refierenadeterminacionesmacrosísníicas.

62 Físicade leu ‘1 ‘¡cree,1998, a.’ lO: 53-86


TablaS. Otroseventossísmicosimportantes

Día Mes Año LocalidadMs(MSK) (provincia) Observaciones

05 01 1824 6 (4,3) Trinidad,SanctiSpiritus

Terremotofuerte sentidoen otros lugaresdela regióncentral.

12 08 1873 6 (4,5) Remedios,LasVillas

Temblorfuerte consonidossubterráneos.

24 01 1909 6 (4,3) Trinidad,SanctiSpiritus

Eventodecaracterísticassimilaresal de1824.

28 02 1914 7 (6,2) Gibara,Holguín

Registradoen La Habanapor la estaciónsismológicadel Colegiode Belén(GutiérrezLanza,1914). El sismogramase destruyóen1961 conla intervencióngubernamentaldeesecentro(Cotilla etal., 1993a).Se asociaala fallaNortecubana.En las inmediacionesdela zonaepicentralserealizaroninvestigacionesparasituarunaCentralElectronuclear.Tieneisosistas.

03 02 1932 8 (6,75)S.de Cuba,5. deCuba

Consideradomuy fuerte,ya quecausómuchosdañosenla ciudad.Don FemandoBoytel(ComunicaciónPersonal,1982) manifestóquehayunasobreestimaciénde laintensidadsísmica; yaquelos dañosson debidosfundamentalmentea la baja calidadde losmaterialesutilizadosen laconstrucción.Seasociaala falla BC. Tieneisosistas.

30 07 1943 6 4,6 Trinidad,SanctiSpiritus

TemblorfuertequefueperceptibleenCienfuegoscon 5 grados.

07 08 1947 7 6,3 5. de Cuba,5. deCuba

Terremotointensamentesentidopor lapoblación.Tuvo 15 réplicasy 2 premonitores.

08 04 1974 6 (3,7) Esmeralda,Ciegode Ávila

Alteró no pocoa las poblacionescercanas.Se asociaa la falla Cubitas.Tieneisosistas.En las inmediacionesde esazonahay otroseventosperceptiblespor la población.

63 Física dela Tierra1998,n.’ 10: 53-86

Al. Colilla Rodríguez Sísmicidady sismotectónícadeCuba

Tabla 3. Ot¡-os eventossísmicosimportantes(Continuación)

Día Mes Año ((M5K) Localidad ObservacionesMs (provincia)

19 02 1976 8 5,7 Pilón, Afectó al extremooccidentalde [aparteGranma surorientalde Cuba.Hubo dosvíctimas.

Tieneisosistas.Seasociaala falla BC.Lasdeterminacionesde las réplicasprincipalespor las redesinternacionalesy la red cubanadifieren muchoentresí.El eventoprincipal no fue registradopor la red cubana.Alvarezeta!. (1984)prepararonun extensoartículoy leexplicaroncomounaposibleconsecuenciadel sismode Guatemaladel04.02.1976.

09 06 1981 3,5 (3,2) SanJuany Se dicees un eventosísmico inducido porMartínez, explosionesde prospeccióngeofísicaen elPinardelRío nortede Pinardel Río, aunqueel epicentro

estáen el sur. Posteriormentese reportaron

otros.

16 12 1982 6 4,7 Torriente- Perceptibleen lasprovinciasLa Habana,Jagtiey Ciudad de La Habanay Matanzas.TieneGrande, isosisíasconunaacusadacanalizaciónde laMatanzas energíaen direcciónNW (haciael occidente)

y unabruscae importanteatenuaciónal este.Los reportesde la red mundial deestacionesde la red cubanason biendiferentesen magnitudy coordenadas(Chuy el al., 1983a).

09 03 1995 6 2,5 SanJoséde Alarmó a los vecinosde laspoblacioneslasLajas, inmediatas.Registradoa másde 300 km deLa Habana distanciapordosestacionescubanas(en

Soroa,1’. del Río y en Juraguá,Cienfuegos).Tiene isosistas.

Nota: Las isosistasdelos eventosde1914 y 1982 (Chuyera!., 1988)fueron muymodificadasporOrberaeral. (1990).El autorno estádeacuerdoconesoscambios.EnCotillaci a!. (1993a)hay unaampliadiscusióndel asunto.Las cifrasentreparéntesisserefierenadeterminacionesmacrosísmicas.

64 hiscaele le, i’u’rra1998, ir’ It): 53-86

M. Cotilla Rodríguez Sismicádady sismolectónicade Cuba

Cubaposeeunareddeestacionessismológicas(figura3b)quecubrecondistinto gradode fiabilidad suszonassismogénicas.En estesentido,Cauto-Nipe es lamejor cubiertaaunquecontradictoriamenteno estábien estudia-da. Sin embargo,la intención preferentedel análisis y procesamientode lainformaciónes paraBartlett-Caimán.Estaúltima zona,debidoal diseñodela redy otros factoressubjetivos,tieneerroresde determinaciónimportantes(Cotilla, 1993). Por lo general,la redcubanano permite unadeterminaciónprecisade los hipocentros(Cotilla, 1993); inclusive para los sismosmás

fuerteshaydiferenciassignificativasentresusinformesy los dela redinter-nacional(Cotilla et al., 1993a);no obstante,puedeasegurarseque el proce-so de generaciónde terremotoses superficial, h =30 km (Álvarez a al.,1985).

Utilizando la cartografíade los epicentrosdeterminadoscon la parteorientaldela red cubana,paraelperiodo1979-1994(figura 4),esfactibledis-tinguir conciertaprecisiónlas zonassismogénicasrepresentadasen la figura5. A simple vista el númerode eventosregistradoses considerablementemayoren el bordesurorientalde Cuba.Esadistribuciónes muy heterogénea

Figura 4. Epicentrosdeterminadosparala parteorienfal deCubaen 1979-1994conh =30lan.

65 Física dela Tierra1998,n.’ 10: 53-86

M. Cotilla Rodríguez Sismicidady sísmotectónicade Cuba

2=

55.

Figura 5. Mecanismosfocales de la zona Norteamérica-Caribe.(A partir de las datosdelCMT-UniversidaddeHarvard. Los númerosserefierena la tabla 4.)

encuantoa númeroy agrupaciónde terremotos.Sedistinguende oestea este

sietesectores:1) El grupode CaboCruz; 2) El “vacío” de Pilón; 3) El grupode La Plata-Baconao(el másextensoy numeroso);4) El “vacío” de Guantá-namo;5) El grupoPm-ial; 6) E] “vacío” de Maisí; 7) El grupode Haití. La dis-persióndel grupodel estede Maisí es mayorque la del grupode CaboCruz.Haciael norteel númeroes menorcontendenciaal agrupamientoen la direc-ción NW a lo largode la costanorte. En el bordenortey norestede Jamaicahay un número importantede sismos. Más al sur la detecciónes muchomenor. Sin embargo,parala otra partedel territorio cubano(el de mayorextensiónsuperficial) la correlaciónsismicidad-fallase establececasiexclu-sivamentecon datosmacrosísmicos,por lo que la fiabilidad es menor(Coti-lla, 1993).

La actividad sísmicadel sur de Cuba,asociadaa la totalidadde la zonasismogénicaBartlett-Caimán,se apreciaperfectamenteen la figura 3b. Esosepicentrosestándeterminadospor la red internacionalde estacionesy sondelmismo períodoque los de la figura 4. Sin embargo,entreesasfiguras hay

diferenciassignificativasy evidentes.Paraalgunosterremotosde Cuba han sido elaboradosmapasde iso-

sistas(Chuy d al, 1988) y, a partir de su análisis,se ha podido, en unaprimeraaproximación,identificar al elementogenerador(falla y nudo defallas) y establecerla direcciónde propagaciónde la energía.como en elcasodel sismo de Torriente-JagtieyGrandedel 16.12.1982(Chuy cf al..1983a) (figura 6). También,dadala localizaciónde las fallas sismogéni-casNC, SC y BC las figuras geométricasde las isosistasde los terremo-tos ocurridos en ellas se representanen una sola mitad (Alvarez u uf,

66 Jisica ele la ‘J’ie’rn’,1998, n.” 10: 53-86


1985). Sin embargo,el alto nivel de subjetividadparala evaluacióndelos datosiniciales y en el trazadode las isosistaslimitan el alcancedeestos resultadosen las investigacionessismotectónicas(Cotilla et al.,1993a).

El terremotodel 19.02.1976(Ms = 5,7, h = 15 km., I~ = 8 gradosMSK)fue sentidoen unaampliaáreade la US Oriental y enla vecinaisla de Jamai-ca (al otro ladode la fosa)con Lo = 5 grados. SegúnAlvarezet al. (1985) lazonade rupturadel foco es de 30 km a partir del epicentroy hacialas répli-cas(al oeste).Las intensidadesmayoresfueronreportadasen las inmediacio-nesde la zonade réplicas,por lo que las isosistasestándeformadas.Estasituaciónseapreciótambiénconel sismode Guatemaladel04.02.1976(Espi-nosae¡’ al., 1976),perofue Bouchon(1980)quienexplicó quelas amplitudesde las ondassísmicasproducidas,en las inmediacionesdel foco de un terre-moto,por unafalla transcurrentese caracterizanpor una importantedepen-denciaazimutaly, en consecuencia,hayunaliberaciónenergéticamáximaenla direcciónde la propagaciónde la ruptura, donde las amplitudesde lasondasson mayores.El mecanismofocaldel sismoestranscurrentesinestrosoy el de las dos réplicasmásfuertes(días 23 y 24.02) indicafalla normalendirecciónNW y buzamientoal surenel planotranscurrenteE-W (Alvarez etal., 1984).

Paraeste segmentolitosférico, el eventomás fuerte registradoes el del25.05.1992y ha sido estudiadopor el NEIS, el CMI (Universidadde Har-vard), Vireux et al. (1992),Perrotet al. (1997). La Imax reportadaes 7 gra-dos MSK (Centro Nacional de InvestigacionesSismológicas,1992). Esteterremototuvo 14 réplicasen dos días.La zonade rupturaalcanzó30 kmdesdeel epicentroa lazonade réplicas(19,475N, 77,430W;mb = 4,4) y elsentidodela rupturafue haciaeleste.Luego,loseventosde 1976y 1992tien-den a romperen sentidocontrariopero convergiendohacia la misma zona,CaboCruz.

La localizacióndel terremotodel 07.07.1852(Ms = 7,8, 19,3N y 79,5

W) en la parteoccidentalde la microplacaGonave,al oestede CaboCruzcoincide con la del eventono. 12 de la tabla4, y como ambostienenunamagnitudelevada,suponemostienenel mismomecanismofocal. Tambiénelmecanismono. 7 es muy similar a los nos. 21, 23 y 24, mientrasque el no.8 difierede los nos. 17 y 18. La soluciónno. 8 es poco fiable segúnsusauto-res y dadoque no se correspondetampococonlos datosde microtectónicaen principio se desestima.En general,los datosdemicrotectónicase corres-pondenmuy biencon los mecanismosfocalesnos. 9, 10, 15-18,20 y 22 dela tabla4.

67 Física dela Tierra1998, o.’ 10: 53-86

M. Cotilla Rodríguez Sismicidady si.sn¡otectónicadeCuba

Tabla 4. Terremotosdel segmentosu¡orientalde Cubacon mecanismosfocales

Fecha

1 19.09.19572 25.07.19623 23.02.1966

4 20.04.19625 25.02.19696 04.02.19767 11.10.1968

16.02.196916.03.197022.12.197020.05.1973

8 11.04.19729 19.02.1976

10 23.02.197624.02.1976

II 23.09.188712 20.02.191713 03.02.193214 07.08.194715 13.11.197816 01.09.198517 12.02.198918 22.05.199019 26.08.199020 04.09.199021 26.08.199122 25.05.199223 27.06.199224 27.06.1995

Lat N, Loo W

16.96, 85.6019.0, 81.2

16.96,85.6020.6,72.215.3, 87.4

15.28,89.1919.88,75.9219.92,75.74

20.14,74.619.92,75.2919.71,75.5819.09,80.7419.87,76.8719.84,77.1219.84,77.17SurdeCuba

19.5, 78.519.8,75.8

19.84,75.319.84, 76.0519.78,75.0819.69,74.3619.74,76.0219.59, 77.8719.80, 75.6918.90,80.9719.61,77.8719.03,80.5618.50, 81.73

Magnitud

mb = 6,0

mb = 4,9

mb = 5,4Ms = 7,5mb= 4,3mb = 4,2mb = 4,3mb = 4,7mb = 4,5mb = 4,7Ms = 5,7Ms = 4,6mb= 4,8Ms = 7,5Ms = 7,4Ms = 6,7Ms = 6,7Ms = 5,1Ms = 5,1Ms = 5,2Ms = 5,1Ms = 5,9Ms = 5,2Ms = 5,2Ms = 6,9Ms = 5,3Ms = 5,6

Fuente

Molnar y Sykes, 1969Moinar y Sykes, 1969Moinar y Sykes, 1969Molnar y Sykes, 1969

Deancf al., 1978Kanamori etal., 1976Álvarez et al., 1984

Álvarez et al., 1984Alvarez cf al., 1984Álvarez cf al., 1984

Mocquet,1984Mocquet,1984Mocquet,1984Mocquet,1984

CMTCMTCMTCMTCMTCMTCMT

Perrotet al., 1997CMTCMT

CoincidimosconPerrotetal. (1997)en dosaspectos:1) las solucionesdelos mecanismosfocalesdel NEIS (deslizamientolateral a la derecha)y delCMT (desplazamientolateral sinestrosoen un plano NÓSE y buzamiento alnorte de 430), para el evento del 25.05.1992,no se correspondencon lascaracterísticastectónicasde lazona;2) lasoluciónobtenidapor(Vireux u al.,1992), planonodalN85Ey buzamientoal nortede 470, aunquemásadecua-da no es suficiente.

68 Físiea dele, 1‘¡erre,1998, n.’ 10: 53-86

Al. Cotilla Rodríguez Sismicidady sismotectónicade Cuba

El elevado númerode terremotosregistrados(por la red cubana)en elperíodo1979-1994parael segmentocentralde laUS Suroriental(figura4) sejustifica por la compresiónNE (of) de la placaCaribe (Cotilla, 1993). Estacompresióntambiénexplica los eventosfuertes.Mientras que la muy bajadensidadde epicentros(1979-1994)enel entornode Pilón (aproximadamen-te 40 km, PuntaMonje-LaPlata)(figura 2), reconocibletantopor los datosdela redcubana(figura4) comopor la internacional(figura3b), puedeserexpli-cadaapartir del procesode liberaciónde energíay de rupturadel año 1976.En estesentido, para el sector del este de la bahía de Guantánamo (Guantá-namo-Purial)(figura 2) puedeasumirsetambiénuna explicación similar apartir dé la figura 1 de (Álvarezet al., 1991).

La US Occidental(figura 2), aunquede menosactividadquela Oriental,ha experimentadosacudidassísmicasde diversaintensidad(Rubio, 1984).Segúnel catálogode (Gonzálezet al., 1994)hay desde1693 hasta1992 untotalde 276eventos.El sismomásfuertereportadofue el del 23.01.1880(Ms= 6,0; l~ = 8 gradosMSK) en SanCristóbal, provinciaPinardel Río. Esteyotros sismosestánen la figura 3a. Con respectoa la fiabilidad del catálogoseñalamosque: 1) un númerograndede reportesno consignanla fecha(mesy/o día) ni la horadeorigen (horay/o minuto y/o segundo);2) un númeronosuperiora 15 eventostiene isosistas;3) la inmensamayoríade los reportesson de tipo macrosísmico;4) no hay un tratamientoestadísticofuerte; 5) nohay contrastaciónde las informacionesmacrosismicae ingeniero-geológica(Cotilla a’ al., 1993a).

Los mecanismosfocaleshan sido obtenidosúnicamenteparala zonasismogénicade Bartlett-Caimán(figura 5). Los mismosconfirman,parcial-mente,el desplazamientotranscurrentesinestrosode la placa Caribe conrelación a la placa norteamericana,ya que predominadesdeCabo Cruz(zonade intersecciónde las tres US: Occidental,Oriental y Suroriental)yhaciael esteel mecanismode tipo inverso. Desdeeselugar hayunaimpor-tanteheterogeneidadtectónicaen el segmentolitosférico (Cotilla, 1993)..Hasta 1976 sólo se disponíade 6 mecanismos,ninguno del tramocubano.En el período 1976-1984ya haycuatromecanismosparael sectorcubano,para1984 otros cuatromecanismosincrementaronla relación(perode sis-mos no analizadosanteriormente)y desde1985 hastala fechahaysietemás(tabla4).

La ocurrenciadetsunamisen el Caribeesun hechoquese evidenciaconinformesque abarcanelperíodo 1692-1946.En el catálogode Rubio(1983)hayun totalde 16 tsunamisasociadosa terremotos,siendoreconocidocomoelmásfuerteel del 04.08.1946(Ms = 8,1) alnorestede LaEspañola.No obs-tante,laprobabilidadde tsunamisenCubaes muybaja,dadolosmecanismos

69 Física de la Tierra1998, n.’ 10: 53-86

M. Cotilla Rodríguez Sismicidady sismotectónicadeCuba

focalescaracterísticosy la disposiciónde las estructurassismogénicassub-marinasdelas zonasque la rodean(figura 2).

INTERPRETACIÓN SISMOTECTÓNICA

Resultaevidenteque la interpretaciónsismotectónicade Cuba tiene queserafrontadade formadiferenteparalas zonascon srsmicidadde entreplacasy de interior de placas.Así, para la zonacon sismicidadde entreplacasesposibleestablecercierta correlaciónentrelos terremotos(con susmecanis-mos) y los datosde microtectónica,mientrasquepara la zonade interior deplaca estosólo se puede lograr en algunasáreas.En la figura 6 están repre-sentadaslas 19 zonassismogénicasdel territorio cubanoy en la tabla 7 apa-recensusdatosprincipales(Cotilla cf al., 1993a).

24’

23’-

22’-

21’-

20’-

19’

-85’ -84’ -83’ -82’ -81’ -80’ -79’ -78’ -77’ -76’ -75’¡ 4 -‘——-U ¡ ¡

-85’ -84’ -81V -82’ -81’ -80’ -79 -78’ -77’ -76’ -75’

.74’‘24’

Figura 6. Mapade zonassismogénicasde Coba(ver tabla 7).

Zonade entreplacas

La US Surorientalse subdivideen tressectores,Occidental(CaboCruz-Pilón), Central(Pilón-Baconao)y Oriental (Baconao-Maisí)(figura 2). Estapropuestasecorresponde,aceptablemente,con la diferenciaciónestructuro-tectónicade Cuba Sudorientalde Hernándezcf al. (1986). El sectorOcci-dentalposeeen suextremooesteunadensidadgrandede epicentros(figura4), quesejustifica por la triple intersecciónde las fallas BC (Oriente),SC y

70

21V

gt22’

-21’

¡ ¡ ¡‘te

19’-74.

Física,le la ‘¡‘¡etea1998,¡it it): 53-8(5

M. Cotilla Rodríguez Sismicidad~ sismotectónicade Cuba

CN (figura 2). En él seprodujeronlos fuertesterremotosdel 26.08.1990(Ms= 5,9) y del 25.05.1992(Ms = 6,9). Las isosistas(unamitad) paraesteúlti-mo evento sísmicodel Centro Nacional de InvestigacionesSismológicas(1992) indican la canalizaciónde la energíaen la dirección de Cauto-Nipe(haciael NE). El otro extremo,Pilón, tuvo un fuerte sismoel 19.02.1976(Ms = 5,7). Sin embargo,ahíla densidadde epicentroses muchomenory ladisposiciónde los epicentroses prácticamenteparalelaa lacosta(figura 4).El sectorCentral tiene la mayor densidadde epicentros,y en su extremooriental se produceun importantenudo entrelas fallas Orientey Baconao(figura 6).Al segmentoorientaldeestesectorse hanasociadoentreotroslosterremotosdel 03.02.1932(Ms = 6,75) y del 07.08.1947(Ms = 6,3), y elconjuntode sus isosistasse extiendenen la direcciónNW (Álvarez u al.,1985), que es la de la falla Baconao (figura 5). Los terremotos del12.06.1766(Ms = 7,5) y del 20.08.1852(Ms = 7,3) deI~ = 9 gradosMSK seasegura,por susefectosen la ciudadde Santiagode Cuba,tienen susepi-centrosaquí. El sectorOriental en el extremo estede Maisí se caracterizapor unaalta densidadde epicentros(distribuidosen un áreagrande)(figura4) que se relacionatambiéna unatriple intersecciónde las fallas: Oriente,NC y Septentrionalde La Española(Cotilla et al., 1993; Pubellier es’ al.,1991)(figura 1). A partir de él, enel nortede La Española,la actividadsís-mica se incrementay la morfologíade las fallas se modifica bruscamente(Cotilla es’ al., 1993).

LasfallasCN y Baconao(figura 6) son elementostectónicosdeimpor-tanciaparaexplicar la dinámicade la US Oriental (figura 2). Ellas man-tienenen la actualidadel trazoNE y NW, respectivamente,de los paleo-desplazamientosocurridosduranteel procesodeformaciónde la fosaBar-tlett-Caimánen el EocenoMedio. El epicentrodel 30.01.1924(Ms = 5,6)está,segúnÁlvarez a’ al. (1985), en20,0N, 77,5W. Estoes la parteemer-gida del entornode Cabo Cruz, la US Oriental,por lo que puedeser aso-ciadoa la falla CN. Otro eventosísmicofuertereportadoen 1551 en laciu-daddeBayamo(ubicadasobrela cuencade Cauto-Nipe)con = 8 gradosMSK confirma susismoactividad.Con relacióna estacuenca,Bush a’ al.(1986) argumentanla existenciade un sistemade fallas profundasy unbruscoacercamientode Moho a la superficie (apenasa 10 km de profun-didad). Esto puede, lógicamente,interpretarsecomo unazona tectónicatransitoriaque isostáticamentecompensaa los bloquesmontañosossep-tentrionaly meridionaldelas unidadesneotectónicasoccidentaly oriental,aledañosa ella. MientrasqueMann y Burke(1984) y Cotilla (1993)supo-nen que la zonaCauto-Nipees una cuencade tipo pull-apart asociadaaBartlett-Caimán.

71 Física dela Tierra1998, a.’ lO: 53-80


La zonaal estedel centrodegeneraciónde cortezaoceánica(siempreal sur de Cuba Oriental) y hastael oestede la falla Bonao (NW de la R.Dominicana,bloque deLa Española)del segmentode contactode las pla-cas de Norteaméricay del Caribe (figura 1) ha sido calificada comomrcroplacaGonave (Mann cf al., 1995). Rubio es’ al. (1994) aportaronotras evidenciasde su existenciausandoinformación neotectónica,sis-mológicay geofísicade Cuba.Mientras que Caíaisy Mercier de Lépinay(1990) sólo distinguenen el sur de CubaOriental un sistemade plieguesen escalóny defallas inversasen unaestrechafranja transpresiva,el Cin-turón Deformadode Santiagode Cuba.TambiénMann cf al. (1995) sos-tienen la presenciade otra microplaca(La Española-PuertoRico) al estede la falla Bonao(figura 1) y como continuaciónlateral de la microplacaGonave.

El espacio(bandao franja) que incluye a las microplacasGonavey LaEspañola-PuertoRico fue definidocomoZonaLímite de PlacasLitosféricas(ZLPL) por Mann y Burke(1984) (figura3b); y empleandolosmismosargu-mentosla ZLPL seextendióal nortede la parteorientalde Cubaparaincluira la US Oriental (Cotilla, 1993) (figura 3b). Es decir, que ha sido factiblereconocercon posterioridadunasegmentaciónde la ZLPL en microplacas(obloques)y conello asumirsu heterogeneidadtransversaly lateral.La hetero-geneidadtambiénse apreciaparala US Oriental en: 1) el relieve(Hernándezcf al., 1986); 2) los tipos de corteza(Prol cf al., 1993); 3) los valoresisostáti-cos(Cuevas,1994);4) laconfiguraciónde las isosistas(Chuy cf al., 1988); 5)la distribucióny la densidadde epicentros(Cotilla, 1993).

Con anterioridad,Molnar y Sykes(1969) señalaronquelos azimutesdelos vectoresde desplazamientoparala zonaBartlett-Caimánmuestrandife-renciasmuy significativasen los segmentosPacifico-Guatemala,Guatemala-Maisí [para Cotilla (1993)sólo Guatemala-CaboCruz] y estede Maisí [paraCotilla (1993)desdeeleste de CaboCruz] (figura 1). En particular,los valo-resde los dos primeros son N4OE y N3OE, respectivamente.Sostenemosqueestoes debidoa una diferenciade velocidadrelativa de movimientode lasplacasCocosy Caribe; mientrasque las diferenciasentrelos segmentosdeGuatemala-CaboCruz (con movimientotranscurrentesinestrosopuro) y deleste de CaboCruz (sobrecorrímíentoal NE en un planotranscurrentesines-troso) se debea una heterogeneidadlateral. Es decir, queparael segmentolitosférico septentrionalhay influencias tectónicasglobales, regionalesylocales.Jain (1971)supuso,parcialmente,estasobservacionesy conclusionesa partirde unaevaluacióngeodinámicapreliminar

Alvarezy Buné (1977)demostraronqueparaCubalos procesosde libe-raciónde la energíasísmicade la zonaBC (figura 2) eranlos más intensos,

72 Física de lú Ticr¡a

1998, n.’ 10: 53-86

M. Cotilla Rodríguez Sismicidady sismolectónicade Cuba

perosujetosaintervalostemporalesmáso menosregularesapartirde laocu-rrenciade un sismofuertey sus correspondientesréplicas,y que entreesemomentoy el siguientesismofuertelacantidadde energíaliberadaeradeunnivel bajoperoconstante.Cotilla (1993)despuésde apuntarla coincidenciaespacialal sur de Santiagode Cuba de los sismosmoderados(5,0 < Ms =6,0), fuertes(6,0< Ms =1,0) y muy fuertes(7,0 < Ms c 8,0) consideraquetodas estascaracterísticasdescriben,cuantitativamente,el procesode inte-racción dinámicaentrelas placasde Norteaméricay del Caribey, en parti-cular, entrela placa Caribe y la provincia sismotectónicaCuba.Además,señalaquehay fluctuacionesregularesde la energíasísmicaliberadaen ellapsode tiempoentreeventosfuertes.Perrot es’ al. (1997) llegaa conclusio-nessimilares.

Del estudiode una seriede 29 terremotosocurridoslos días 17 y 18 deoctubrede 1976 al sur deCubaOriental,Rubioet al. (1980) propusieronqueel procesode liberacióncaracterísticode la energía,en estesegmentolímitede placas,es en etapasy no a travésde un sólo evento.Por su parte,Chuy(1980) parael período10.1968-12.1975identificó seiszonasdeagrupamien-tosepicentralesen elmismosegmentode placas.Sinembargo,sólo paradosdeellaspudo obtenerlos parámetrosdel régiménsísmico.Esasdos zonastie-nenun mismovalorparala pendientedel gráfi~p magnitud-númerode terre-motos(deGutenberg-Richter),peroel nivel”de actividadsísmicaes distinto.MientrasqueAlvarez(1983)subrayóparatodala región surorientaldeCuba(CaboCruz-MaisO tres cuestiones,muy importantespara nuestroanálisis:1) que la estación sismológicaRCC brinda buenacobertura,sólo, para lazonainmediatamentealedañaa Santiagode Cuba;2) queel comportamien-to temporalde los terremotospuedeserno uniforme,aunquedifícilmentesepuedademostrar;.3) que la zonasismogénicaBartlett-Caimónpuedeser nohomogéneay queen las inmediacionesde Santiagode Cubala actividadsfr-mica seamayor

Asumiendoque el ~yentosísmico de 1887 (tabla 4) no es del sur deCuba,sino que suepicentroestáen 19,4 N, 73,4 W (Alvarez es’ al., 1993)secumple queel intervalo temporalde los eventoscon Ms =6,9del sur deCubaes aproximadamente60-80años(tabla5). Estevalorse diferenciadelos obtenidospor Álvarez(1983)paraSantiagode Cuba(con 470 añosderegistro).Ese autorcon dos valoresdeMmax (Ms = 7,5 y Ms = 7,75) esti-ma quesepuedenproducir intensidadesde 8 gradosMSK conperíodosderecurrenciade 110 y 100 años,respectivamente,mientrasque los datosobservadosindican sólo 52 años.Posteriormente,Alvarez es’ al. (1991)proponenperíodosde recurrenciade 64 años,dentro de nuestrorango devalores.

73 Física de la Tierra1998, u.’ 10: 53-86

M. Cotilla Rodríguez

Tabla 5. Terremotoscon Ms > 5 0

Fecha Magnitud N5 Fecha Magn¡tud

08.1578 Ms 6,75 21 05.03.1927 Ms = 5,02 1580 Ms = 5,75 22 17.01.1930 Ms = 5,43 11.02.1675 Ms = 5,75 23 03.02.1932 Ms = 6,754 11.02.1678 Ms = 6,75 24 30.07.1940 Ms =5.65 1682 Ms = 5,75 25 07.08.1947 Ms = 6,36 14.12.1757 Ms = 5,25 26 19.09.1957 mb = 6,07 11.07.1760 Ms = 6,75 27 25.02.1969 mb 5,48 12.06.1766 Ms = 7,5 28 22.12.1970 mb = 4,79 1762 Ms = 5,75 29 11.04.1972 mb= 4,7

10 11.02.1775 Ms = 5,75 30 19.02.1976 Ms = 5,711 18.09.1826 Ms = 5,75 31 13.11.1978 Ms = 5,112 07.07.1842 Ms = 6,0 32 01.09.1985 Ms = 5,113 20.08.1852 Ms = 7,3 33 12.02.1989 Ms = 5,214 28.01.1858 Ms = 6,5 34 22.05.1990 Ms = 5,115 23.09.1887 Ms = 7,5 35 26.08.1990 Ms = 5,916 09.01.1894 Ms = 5,0 36 04.09.1990 Ms = 5,217 19.09.1903 Ms = 5,47 37 26.08.1991 Ms = 5,218 22.06.1906 Ms = 5.7 38 25.05.1992 Ms 6,919 25.12.1914 Ms = 6,0 39 27.06.1992 Ms = 5,320 20.02.1917 Ms = 7,4 40 27.06.1995 Ms = 5,6

SegúnCotilla (1993)el régimende esfuerzostranspresivosno estárestrin-gido al Cinturón Deformadode Santiagode Cuba,sino queseextiendeatodoel bordesur de la US Oriental, incluida la zonade CaboCruz, aunquela tec-tónicasuperficialde la unidadmencionadaindique transtensión(presenciadeunacuencatipo pull-aparf, Cauto-Nipe).En estesentido,el trazo, aparente-mente,discontinuo(amicroescala)de la fallaOriente,dadossusdiversosesca-loneslaterales,acusala presenciade distensionesy favorecela formación depequeñascuencasde estetipo, principalmenteen el sectorCentral de Pilón-Baconao(másespecíficamenteen Pilón,Portillo, Mota, Las Bijas y Santiagode Cuba)(Cotilla, 1993). El modelode fallas de tijeras se ajustaaestasitua-ción (Cotilla, 1993). Esteefectono excluyeen absolutola existenciade unacomponenteregionaltranspresionalalo largode lazonade fallaOriente,nece-saria,obviamente,paraexplicarsatisfactoriamentetantolas característicastec-tónicasde la región comolos mecanismosfocalesy la sismicidad.Anterior-mente,Ushakovet al. (1979)asumieronla existenciaunacomponentede sub-corrimiento con dirección S-N, incluido el segmentofosa Oriente-Sierra

74 Jísice,ele le, ‘Jierre,1998,1).’ lO: 53-86

Sismicidady sismotectónícade Cuba


Maestra.Estaidease fundamentóen dos cuestiones:1) la distribuciónde lasanomalíasde la fuerzade la gravedad;2) los estimadosde desplazamientoalnortede la placaCaribe(0,3-0,4cm/año).En otraspalabras,esosautorescon-sideraronla presenciade un campogeodinámicodiferenteal teóricamenteesperadoporMolnar y Sykes(1969)y Mann y Burke(1984)y queno puedeser explicadopor mecanismotranscurrentepuro. TambiénHernándezet al.(1989) destacaronestaheterogeneidadgeodinámicasobrela basede la carto-grafía de las morfoestructurastransverso-diagonalesde la Sierra Maestra.Ellos sostienenqueestasestructurasde la SierraMaestrase articulancon lasestructurastransversalesde la fosa de Bartlett y de acuerdoal “principio delcontrastecreciente”(aunaaltura mayor se contraponesiempreunaprofundi-dado depresiónmayor)en un fondode deslizamientoslateralesdébiles.

Los polos de rotación quejustifican el movimiento relativo de la placaCaribeconrelacióna laplacanorteamericanade (MacDonald,1976; Minstery Jordan,1978; Steinet al., 1988)se localizanen eseordena lo largode unaestrechafranja del margenoestede Américadel Sur (~l20 S a - 580 S) y eldeterminadopor (Sykeses’ al., 1982) estáen el hemisferionortesobrelos 650N, peroen la parteeste.Ellos permitensuponerunatraslaciónlateralal estede la placa Caribecon ciertasáreasde solapamientoen el margennorte porconvergencia(Heubecky Mann, 1990). Cadauno de esosautoresaportasusmaticesa los modelos,pero quedaclaroque en las inmediacionesde CubaSurorientaly al estede Haití (norestedeLa Española)el áreade cubrimientocoincidey hay unacompresiónNE.

De lo dicho anteriormentey utilizando: 1) la ubicacióny las caracterís-

ticasde losterremotosfuertesdel margennortedel Caribede (Panagiotopou-los, 1995)podemosconformardos ideassismotectónicasbásicas:a) loseven-tos(conMs=7,5) estánlocalizadossóloal estedeMaisí, dondehay una inte-rrelación N-S océano-arcodeislas; b) los eventosmasfuertesaparecenen laparte septentrionaldel margen,dondela interacciónes máscompleja;2) laubicacióndel poío de rotación de la placa Caribede Deng es’ al. (1995) esposiblesuponera una escalamásdetalladaque: a> la actividadsísmicaserámásintensaal estede Maisí; b) en la USSurorientalel sistemadefallas BCseaescalonadotranscurrentesinestroso.

De otra parte, los mecanismosfocalesde los terremotossuperficialesdelas fallas Swan y Oriente,al oestede Cuba,permitenasegurarun desplaza-mientolateralsinestrosoendirecciónE-W con planosde falla vertical paraladupla Norteamérica-Caribe(figura 5). Sin embargo,estemodelo sufre unaimportantetransformaciónen las inmediacionesde Cabo Cruz dondehaycombinaciónde falla transcurrentesinestrosay de falla inversacon buza-mientoal norte(Perrota’ al., 1997).A partir de aquípredominala combina-

75 Físicade la Tierrai998, o.’ 10: 53-86


ción de fallastranscurrentessinestrosase inversas(N3OE-NI3OE)y los ángu-los de buzamientoal norte de 21o~70o.Esto se puedeexplicarasumiendolapresenciade un contactolateral transicionalcortode cortezaoceánica(centrodegeneración-CaboCruz)acortezasuboceánica(enel sur deCuba) y la con-siguienteinteraccióndiferentede la periferianortede la placadel Caribeconla partemeridionalde la placanorteamericana,un bloqueoceánico(hoya deYucatán)-bloqueinsularsubmarinoCaimány un bloqueemergidode cortezacontiental(la US Oriental).Esteprocesode interaccióndinámicatienecomoreflejoen el relieve submarinoy emergidoun sistemade fallas transversalesactivasasociadasaBC, del tipo .flower st-uctures(Cotilla es’ al., 1993a).

El sistemadefallasdetransformaciónBC (en sussectoresSwany Orien-te) (figura 1) tieneun comportamientosísmicomuy diferenteconrespectoalos sistemastransformantesoceánicos(Cotilla a’ al., 1993a; Perrot cf al.,1997).En estosúltimos el deslizamientode las placases prácticamenteasís-mico, aunqueconun alto nivel de calorliberado; mientrasqueparael siste-maCaribe-Norteaméricahayunamoderaday altasismicidady anomalíastér-micasbajas.También las fallasde transformaciónen régimenoceánicotien-denaldeslizamientolateralpuro,peroen los arcosde islasy zonascontinen-talesparticipanen el acomodamientode laszonasdivergentesy convergentesproduciendoáreastranspresivasy transtensivas(Heubecky Mann, 1990).Esaes lasituacióndel Caribe.

Sobrela basede los mecanismosy la sismicidaden el borde surorientalde Cuba (consustres sectores)sepuedenproponerlas hipótesissismogéni-cassiguientes:

1. El segmentode un sectorquetuvoun tel-remotofuertepermanececier-fo tiempoen calma relativa, con muybaja actividadsísmica, inclusopuedesernula

2. El segmentode un sectorquetuvo unfue>tele¡--emoto,pe¡oquetienecomofuente la interseccióndedosfilías (nudo),acusasiempreunadensidadsísmicaelevada.

Un ejemplo que cumple la hipótesis 1) es el segmentodel entorno dePilón (PuntaMonje-La Plata); y la hipótesis 2) la cumplenlos segmentosPuntaMonje-CaboCruz, La Plata-Baconaoy Purial-Maisí(figura2).

Zona de interior de placas

En la zonade interiorde placasdeCuba la tendenciade los especialistashabíasido considerara las fallas como estructurashomogéneascapacesdeproducirterremotos(Rubio, 1984). En la tabla6 apareceunarelaciónde esos

76 re, cíe le, herce,1998, n.’ lO: 53-86

Al. Cotilla Rodríguez Sismicidad y .sismotectónicade Cuba

trabajos,sus autoresy el área de estudio. Cotilla et al. (1993a) discutenexhaustivamentelas metodologíasdetrabajo, losresultadosalcanzadosy laslimitacionesde los estudiosrealizadosentre 1983 y 1993. A raíz del terre-moto del 16.12.1982(Ms = 5,0, h = 30km,I~ = 6 gradosMSK) en las locali-dadesmatancerasde Torriente-JagíieyGrande (figura 3a), consideradasdesismicidaddesconocida,peromuy baja, y sin ningunacomplicacióntectóni-ca (Chuy es’ al., 1983a)la hipótesisde la homogeneidadde las zonassismo-generadorasse modificóen parte.Posteriormentealgunosautoresasumenlahipótesisde nudos sismoactivos(Ranstman,1979), ya que las isosistascon-fecccionadasindican unacanalizaciónde la energíasísmicahaciaCiudaddeLa Habana(dirección NW), coincidentecon un alineamientodeterminadoúnicamentepor teledetección,y unabruscaatenuaciónde las intensidadeshaciaCienfuegos(Chuy es’ al., 1983a).El nudo se definió enla interseccióndel alineamientoHabana-Cienfuegosy la falla Cochinos(figura 6).

Tabla6. Relaciónde trabajos sismotectónicosen la zonade interior deplacasde Cuba

Autores Región de estudio

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77 Física d~ la Tierra1998, n.’ 10: 53-86

M. Cotilla Rodríguez Sismicidady .sismotectónícadeCuba

Tabla6. Relaciónde trabajossismotectónicosen la zonade inte,iordeplacasde Cuba(Continuación)

Autores Región de estudio

González,B. y Chuy, 1. (1984):Actividad CubaOccidental(desdeel Cabosísmicade la provinciaPinardel Río. Revista de San Antoniohastael limiteInvestigacionesSismológicasen Cuba,4:53-68. oestede las provinciasLa HabanaInstitutode Geofísicay Astronomía. y Ciudadde La Habana)

Chuy, T.; González,B. y Vorobioba,E. (1984): CubaCentroOriental (desdelaSismicidaddel territorio de las provinciasde falla La Trochahastael oestedeCamagiieyy Ciegode Avila. Revista la falla Cauto-Nipe)InvestigacionesSismológicasen Cuba,5: 61-94.Institutode Geofísicay Astronomía.

González,B.; Chtíy, T.; Alvarez, L.; Rubio,M.; CubaCentroOriental (desdelacf al. (1994):Estudiosismológicoregional falla Cochinoshastala fallacomplejode CubaCentroOrientalparael Cauto-Nipe)emplazamientode objetosnucleares.Informe Científico-Técnico,pág.91.CentroNacionalde InvestigacionesSismológicas.

Tabla 7. Datosde las zonassismogénicas

Categoría Nombre de la zona s¡s¡nogénica (número Unidadsísniotectónica de identificación en el mapa) susmotectónica

1 A Bartlett-Caimán(1.1) [sector Pilón-Baconao] Suroriental

IB Bartlett-Caimán(1.2 y 1.3) [sectoresPilón- SurorientalCaboCruz y Baconao-Puntade Maisí]

2A Nortecubana(2.1, 2.2 y 2.3) [sectores Nipe-Puntade OrientalMaisí, oestede Cárdenas-LaTrocha,y Cabode OccidentalSanAntonio-La Habana]Surcubana(3.1) [sector Cauto-Camagiiey] OccidentalCauto-Nipe(4) OrientalPinar(6.1) [sector central] OccidentalLas Villas (7.1) [sector este] OccidentalGuane(8) OccidentalBaconao(18.1) [sector sureste] Oriental

2B Nortecubana(2.4 y 2.5) [sectoresLa Habana- OccidentalCárdenas,y La Trocha-Nipe]Surcubana(3.2) [sectorCienfuegos-Camagúey] OccidentalCubitas(12.1) [sectoreste Camagúey-Nipe] Occidental

78 Física de la VIlerre,1998, ir’ 1(1: 53-86

M. Cotilla Rodríguez Sisznicidady sismoteclónicade Cuba

Tabla7. Datosde laszonassismogénicas(Continuación)

Categoríasisinotectónica

Nombre de la zona s¡smogénica <númerode ¡dent¡ficac¡ón en el mapa)

Unidadsismotectónica

3A La Trocha(5)Pinar (6.2 y 6.3) [sectoresestey oeste]Cochinos(9)Hicacos(10)Camagtiey(11)Cubitas(12.2> [sectoroeste]Purial (13)Cienfuegos-SantaClara(14)Tuinicú (15)Baconao(18.2) [sectornoroeste]Habana-Cienfuegos(19)

OccidentalOccidentalOccidentalOccidentalOccidentalOccidentalOriental

OccidentalOccidental

OrientalOccidental

3B LasVillas (7.2) [sectoroeste]Consolacióndel Norte(16)Guamá(17)

OccidentalOccidentalOccidental

4 Surcubana(3.3) (Pinar-Cienfuegos) Occidental

Posteriormente,se propusouna diversacombinaciónde fallas y nudosparajustificar laocurrenciadeterremotosen laUS Occidental.Conello Coti-lla (1993) indicó un nudo entrela zonadealineamientosHabana-Cienfuegosy la falla Guane(figura 6), enlas inmediacionesde SanJoséde las LajasenLa Habana.El 09.03.1995seprodujoun eventode Ms = 2,5 e I~ = 5 gradosMSK (Gonzálezes’ al., 1995) (figura 3a) sobreesenudo conunacanalizaciónde la energíasobrela zonade alineamientos.Sin embargo,otros trabajosespecialesdedicadosal estudiode esazonaen particularcomo Orberaet al.(1990)no considerarontal posibilidad.

En conclusión,apartirde los datosde sismicidad,mecanismofocal, neo-tectónicay microtectónicase infiere que Cubaestádiferentementeafectadapor los esfuerzostranspresivosen direcciónNE-SW, resultantesde la inte-racción dinámicade las placasCaribe y Norteamérica.Estos esfuerzossereflejanprincipalmenteen las áreasde agrupaciónepícentralde las unidadessismotectónicasSurorientaly Oriental,dondehay interseccionesde fallas queacomodanlos desplazamientosregionalesy permitendistinguirsusheteroge-neidades,comoporej. en CaboCruz, Pilón,Baconaoy Maisí. La hipótesisdela ocurrenciapreferentede los sismosen nudosde fallasactivasparala uni-dad sismotectónicaOccidentalpareceser,hastael momento,la másadecua-daparaexplicarsu sismicidad.

79 Físicade la ‘¡Yerra1998 n.’ iO: 53-86

M. CotillaRodríguez Sitmicidady sismofectón‘ca de Cuba

AGRADECIMIENTOS

Partedeestetrabajoha sido subvencionadopor la DirecciónGeneraldeEnseñanzaSuperior,del Ministerio deEducacióny Cultura de España,a tra-vés del programade años sabáticos(Ref. SAE 995-0302).Al departamentode Geofísicay Meteorología,de la Facultadde CienciasFísicasde la Uni-versidadComplutensede Madrid por las muchasfacilidadesbrindadassedebetambiénla concresióndel trabajo. La Dra. DoloresMuñoz tuvo la gen-tileza de revisarla versión inicial y de sugerirmodificacionesparala mejorexposiciónde las ideas.La Dra. Elisa Bufom recomendóotros cambiosquemejoraronel sentidodel trabajo.El Dr. Diego CórdobaBarbacontribuyó a lacorreccióndel texto.El ProfesorAgustínUdíasValfina sugirió algunaspreci-sionesparaconcretarla exposición.

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