PROPUESTA METODOLÓGICA PARA LA COMPLEMENTACIÓN DE ...

PROPUESTA METODOLÓGICA PARA LA COMPLEMENTACIÓN DE

INFORMACIÓN SISMOLÓGICA A PARTIR DE CARACTERIZACIÓN DE

FUENTES SISMOGÉNICAS

GINA TATIANA SUÁREZ MUCCIANTE

UNIVERSIDAD DE SANTANDER

FACULTAD DE POSTGRADOS

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA AMBIENTAL

BUCARAMANGA

2015

PROPUESTA METODOLÓGICA PARA LA COMPLEMENTACIÓN DE

INFORMACIÓN SISMOLÓGICA A PARTIR DE CARACTERIZACIÓN DE

FUENTES SISMOGÉNICAS

GINA TATIANA SUÁREZ MUCCIANTE

Trabajo de grado presentado como requisito para obtener el título de

ESPECIALISTA EN GEOTECNIA AMBIENTAL

Director:

Andrés José Alfaro Castillo

Ingeniero Civil Esp. M.Sc.

UNIVERSIDAD DE SANTANDER

FACULTAD DE POSTGRADOS

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA AMBIENTAL

BUCARAMANGA

2015

PROPUESTA METODOLÓGICA PARA LA COMPLEMENTACIÓN DE INFORMACIÓN SISMOLÓGICA A PARTIR DE CARACTERIZACIÓN DE FUENTES SISMOGÉNICAS

3

Dedicatoria

A mi mami Rosse

A mi nonita Raquel

A mi hermana Andre

A mis tías Carla, Giuliana y Vincenza

A la memoria de mi tío Gigi (1965-2011).


4

AGRADECIMIENTOS

Principalmente agradezco a Dios Padre por todo lo que me ha dado.

A mi familia por su constante e incondicional apoyo en la búsqueda de mi éxito

profesional.

A la Universidad de Santander UDES por darme la oportunidad de prepararme

académicamente en la especialización.

Al grupo de docentes por sus acciones y ejecuciones sistemáticas y perseverantes

en cuanto a mi aprendizaje.

Y a mi director de tesis, Andrés José Alfaro, por orientarme generosamente con

entusiasmo para la publicación de este gran logro “mi proyecto de grado”, el cual

ha sido para mí una importante riqueza profesional e integral. Sus valores

personales y profesionales han ido delante de sus acciones y es allí donde yo

encuentro su mayor fortaleza… ¡Sinceros agradecimientos y bendiciones profe!


5

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 20

1. OBJETIVOS .................................................................................................... 21

1.1 OBJETIVO GENERAL .............................................................................. 21

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................... 21

2. METODOLOGÍA ............................................................................................. 22

3. MARCO TEÓRICO ......................................................................................... 25

3.1 ANÁLISIS DE LA AMENAZA SÍSMICA ..................................................... 25

3.1.1 Identificación y evaluación la amenaza sísmica ................................. 25

3.1.2 Sismicidad histórica e instrumental .................................................... 26

3.1.3 Análisis determinístico de la amenaza sísmica .................................. 27

3.1.4 Análisis probabilístico de la amenaza sísmica ................................... 28

3.1.5 Ley de recurrencia Gutenberg-Richter ............................................... 29

3.2 ESTUDIOS RELACIONADOS CON EL ANÁLISIS DE LA AMENAZA

SÍSMICA EN COLOMBIA ................................................................................... 30

4. FALLAS EXTRANJERAS BIEN DOCUMENTADAS ..................................... 35

4.1 SISTEMA DE FALLAS DE SAN ANDRES ................................................. 35

4.1.1 Zona de Falla San Andrés .................................................................. 38

4.1.2 Zona de Falla San Jacinto .................................................................. 43

4.2 EASTERN CALIFORNIA SHEAR ZONE (ECSZ) ...................................... 56

4.2.1 Falla Emerson .................................................................................... 57

4.2.2 Falla Camp Rock ................................................................................ 64

4.3 FALLAS QUE NO PERTENECEN A ALGUN SISTEMA O ZONA

ESPECÍFICA ...................................................................................................... 67

4.3.1 Falla Owens Valley ............................................................................. 67

4.3.2 Falla San Fernando ............................................................................ 71

5. FALLAS COLOMBIANAS ANALIZADAS ...................................................... 76

5.1 FALLA BUESACO .................................................................................... 76

5.2 FALLA COCORA ...................................................................................... 81

5.3 FALLA CUCUANA .................................................................................... 83

5.4 FALLA IRLANDA ...................................................................................... 85

5.5 FALLA DE OCA ........................................................................................ 90

5.6 FALLA POTRERILLOS ............................................................................. 93


6

5.7 FALLA DE SIBUNDOY .............................................................................. 95

5.8 FALLA VIANI ............................................................................................. 98

6. RESULTADOS .............................................................................................. 101

6.1 ANALOGÍA GEOLÓGICA ....................................................................... 101

6.2 ANALOGÍA SISMOLÓGICA .................................................................... 105

6.2.1 Cálculo de la magnitud máxima probable de un sismo para las fallas

bien documentadas. ...................................................................................... 106


colombianas. ................................................................................................. 116

6.2.3 Resultados de la analogía sismológica ............................................ 127

7. CONCLUSIONES ......................................................................................... 129

8. RECOMENDACIONES ................................................................................. 131

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................... 132


7

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Analogía geológica entre fallas colombianas y fallas extranjeras bien

documentadas. .................................................................................................... 105

Tabla 2. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Shelter Cove. . 106

Tabla 3. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Shelter Cove. ... 107

Tabla 4. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Borrego

Mountain. ............................................................................................................. 108

Tabla 5. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Borrego Mountain.

............................................................................................................................. 108

Tabla 6. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Coyote Creek. 109

Tabla 7. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Coyote Creek. .. 110

Tabla 8. Datos utilizados para el análisis sismológico, Falla Superstition Hills. .. 110

Tabla 9. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Superstition Hills.

............................................................................................................................. 111

Tabla 10. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Emerson. ..... 112

Tabla 11. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Emerson. ........ 112

Tabla 12. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Camp Rock. . 113

Tabla 13. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Camp Rock..... 114

Tabla 14. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Owens Valley.

............................................................................................................................. 114

Tabla 15. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Owens Valley. 115

Tabla 16. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla San Fernando.

............................................................................................................................. 116

Tabla 17. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla San Fernando. 116

Tabla 18. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Buesaco. ..... 117


8

Tabla 19. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Buesaco. ........ 118

Tabla 20. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Cocora. ........ 118

Tabla 21. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Cocora. ........... 119

Tabla 22. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Cucuana. ..... 120

Tabla 23. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Cucuana. ........ 120

Tabla 24. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Irlanda. ........ 121

Tabla 25. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Irlanda. ........... 122

Tabla 26. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla de Oca. ........ 122

Tabla 27. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla de Oca. ........... 123

Tabla 28. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Potrerillos. ... 124

Tabla 29. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Potrerillos. ...... 124

Tabla 30. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Sibundoy. .... 125

Tabla 31. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Sibundoy. ....... 126

Tabla 32. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Viani. ........... 126

Tabla 33. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Viani. .............. 127

Tabla 34. Analogía sismológica entre fallas colombianas y fallas extranjeras bien

documentadas. .................................................................................................... 128


9

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Ubicación del Sistema de Fallas de San Andrés. .................................. 37

Figura 2. Actividad sísmica en Estados Unidos. ................................................... 37

Figura 3. Ubicación sección Shelter Cove y ruptura ocurrida durante el sismo de

1906. ...................................................................................................................... 39

Figura 4. Valor de los desplazamientos sub-superficiales a lo largo de la ruptura

del sismo de San Francisco en 1906. .................................................................... 41

Figura 5. Fotografía de los desplazamientos ocasionados por el sismo de 1906 en

la Calle Unión Street de la ciudad de San Francisco. ............................................ 42

Figura 6. Superficies de falla asociadas al sismo Borrego Mountain de 1968. ..... 44

Figura 7. Mapa donde se muestra la Falla Borrego Mountain y se indica la

ubicación de los sismógrafos (triángulos) y réplicas (marcadas con una x) .......... 47

Figura 8. Ubicación de la sección Coyote Creek................................................... 49

Figura 9. Columna estratigráfica a lo largo de la zona conocida como Salton

Trough. .................................................................................................................. 50

Figura 10. Mapa de la superficie de ruptura de la Falla Superstition Hills y sus

desplazamientos .................................................................................................... 55

Figura 11. Ubicación Eastern California Shear Zone (ECSZ) ............................... 57

Figura 12. Ubicación Sismo de Joshua Tree y Sismo de Landers ........................ 60

Figura 13. Ubicación de fallas asociadas al sismo de Landers. C1: zona de

complejidad 1 y C2: zona de complejidad 2 ........................................................... 60

Figura 14. Mapa del Graben formado por el sismo de Landers entre la fallas

Emerson y Camp Rock. ......................................................................................... 62

Figura 15. Desplazamientos laterales presentados en la sección norte de la Falla

de Emerson durante el Sismo de Landers ............................................................. 63


Camp Rock durante el Sismo de Landers ............................................................. 66


10

Figura 17. Ubicación Falla Owens Valley. ............................................................. 68

Figura 18. Gráfico de líneas isosísmicas correspondientes al sismo Owens Valley

(1872) .................................................................................................................... 70

Figura 19. Segmentación inicial de la falla San Fernando .................................... 73

Figura 20. Colapso de una de las torres del hospital Olive View debido al sismo de

San Fernando en 1971 .......................................................................................... 74

Figura 21. Ubicación Falla Buesaco. ..................................................................... 77

Figura 22. Imagen de radar en un sector al NE del volcán Galeras, al norte de la

ciudad de Pasto ..................................................................................................... 77

Figura 23. Distribución de las magnitudes de las réplicas del Sismo de Pasto del 4

al 31 de Marzo de 1995 ......................................................................................... 80

Figura 24. Ubicación Falla Cocora ........................................................................ 81

Figura 25. Ubicación Falla Cucuana ..................................................................... 83

Figura 26. Ubicación Falla Irlanda ......................................................................... 86

Figura 27. Distribución de las magnitudes de las réplicas del Sismo de Páez del 6

al 30 de Junio de 1994 ........................................................................................... 89

Figura 28. Ubicación Falla de Oca ........................................................................ 91

Figura 29. Ubicación Falla Potrerillos .................................................................... 94

Figura 30. Ubicación Falla Sibundoy ..................................................................... 96

Figura 31.Ubicación Falla Viani ............................................................................. 99

Figura 32. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Shelter Cove. ... 106

Figura 33. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Shelter Cove. .... 107

Figura 34. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Borrego Mountain.

............................................................................................................................. 107

Figura 35. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Borrego Mountain.

............................................................................................................................. 108

Figura 36. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Coyote Creek. .. 109


11

Figura 37. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Coyote Creek. .. 109

Figura 38. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Superstition Hills

............................................................................................................................. 110

Figura 39. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Superstition Hills.

............................................................................................................................. 111

Figura 40. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Emerson. .......... 111

Figura 41. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Emerson. .......... 112

Figura 42. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Camp Rock. ..... 113

Figura 43. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Camp Rock. ...... 113

Figura 44. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Owens Valley. .. 114

Figura 45. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Owens Valley. .. 115

Figura 46. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla San Fernando. . 115

Figura 47. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla San Fernando. .. 116

Figura 48. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Buesaco. .......... 117

Figura 49. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Buesaco. .......... 117

Figura 50. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Cocora. ............. 118

Figura 51. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Cocora. ............. 119

Figura 52. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Cucuana. .......... 119

Figura 53. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Cucuana. .......... 120

Figura 54. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Irlanda. ............. 121

Figura 55. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Irlanda. ............. 121

Figura 56. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla de Oca. ............. 122

Figura 57. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla de Oca. ............. 123

Figura 58. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Potrerillos. ........ 123

Figura 59. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Potrerillos. ........ 124


12

Figura 60. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Sibundoy. ......... 125

Figura 61. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Sibundoy. ......... 125

Figura 62. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Viani. ................ 126

Figura 63. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Viani. ................ 127


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LISTA DE ANEXOS

ANEXO A. Eventos sísmicos analizados para las fallas extranjeras.

ANEXO B. Eventos sísmicos analizados para las fallas colombianas.


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RESUMEN

TÍTULO: Propuesta metodológica para la complementación de información sismológica a partir de caracterización de fuentes sismogénicas*. AUTOR: Gina Tatiana Suárez Mucciante** PALABRAS CLAVES: Caracterización, Fuente sismogénica, Analogía geológica, Analogía sismológica, Ley de Gutenberg-Richter, Amenaza sísmica. DESCRIPCIÓN Los estudios de amenaza sísmica en Colombia presentan muchas incertidumbres debidas principalmente a la escasez de instrumentación sísmica (sismógrafos, acelerógrafos, GPS y otros), a las bases de datos incompletas en cuanto a eventos sísmicos y a la caracterización insuficiente de las fallas geológicas activas. La metodología propuesta en el presente estudio comprende la caracterización, desde el punto de vista geológico y sismológico, de fuentes sismogénicas extranjeras y colombianas que se correlacionaron entre sí, para complementar la información sismológica de Colombia en regiones cercanas a la zonas de falla, con miras hacia el conocimiento y el uso de esta información en los estudios detallados de amenaza sísmica regional y/o local. Las similitudes geológicas encontradas entre las fallas bien documentadas y las fallas colombianas, permitieron establecer ocho relaciones basadas en la cinemática y la geometría de las fallas, lo cual constituye un paso previo al análisis sismológico de las mismas. La comparación sismológica se realizó basada en el parámetro b y la magnitud máxima calculada de la Ley Gutenberg-Richter, tomando como referencia los registros sísmicos del catálogo del International Seismological Centre (ISC). Tanto las fallas colombianas como las fallas extranjeras presentan magnitudes propias de sismos fuertes a muy fuertes, con valores de Mw que oscilan entre 6,0 y 7,9, a excepción de las fallas colombianas Viani y Oca, cuyas magnitudes representan sismos débiles y moderados, respectivamente. Los valores de b obtenidos (0,30<b<1,0) indican que las zonas de falla analizadas presentan una resistencia mayor del material; por lo tanto, predominan sismos de gran magnitud. Las fallas colombianas estudiadas fueron: Buesaco, Cocora, Cucuana, Irlanda, Oca, Potrerillos, Sibundoy y Viani. Entre las fallas bien documentadas analizadas se encuentran: Shelter Cove, Borrego Mountain, Coyote Creek, Superstition Hills, Emerson, Camp Rock, Owens Valley y San Fernando. _______________________________________________________________________________ *Proyecto de Grado, Modalidad Investigación. **Universidad de Santander. Facultad de Estudios de Postgrados. Especialización en Geotecnia Ambiental. Director: Ing. M.Sc. Esp. Andrés José Alfaro Castillo.


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ABSTRACT

TITLE: A methodological proposal based on geological and seismological faults characterization to complete the seismological data in Colombia*. AUTHOR: GINA TATIANA SUÁREZ MUCCIANTE** KEY WORDS: Characterization, Seismogenic Source, Geological Analogy, Seismological Analogy, Gutenberg-Richter Law, Seismic Hazard. DESCRIPTION Seismic hazard studies in Colombia have many uncertainties because of the shortage of seismic instrumentation (seismometers, accelerometers, GPS and others), the incomplete seismic data and the insufficient active faults characterization. The methodological proposal for this study comprises the geological and seismological characterization of the Colombian and well-documented seismogenic sources, which were correlated to complete the seismological data in Colombia, especially in the regions influenced by the faults, where this information could be useful in the seismic hazard analyses. The geological similarities between the Colombian and well-documented faults were important in establishing eight analogies based on the geometric and kinematic properties of the faults, which is the first step in the seismic analysis. The seismological analogy was made based on the magnitude and the b parameter calculations of the Gutenberg-Richter Law, using the event catalogue of the International Seismological Centre (ISC). The Colombian and well-documented faults present higher magnitude events with Mw values between 6,0 and 7,9, except to the colombian faults Viani and Oca, which present magnitudes of weak and moderate earthquakes, respectively. The b-values obtained (0,30<b<1,0) indicate that the fault zones analyzed have a greater resistance in the material; therefore, it predominates high-magnitude earthquakes. The Colombian faults studied here were: Buesaco, Cocora, Cucuana, Irlanda, Oca, Potrerillos, Sibundoy and Viani; and the well-documented faults analyzed in this study were: Shelter Cove, Borrego Mountain, Coyote Creek, Superstition Hills, Emerson, Camp Rock, Owens Valley and San Fernando. _______________________________________________________________________________ *Graduation research project. **University of Santander. Faculty of Postgraduate Studies. Professional Specialization Course in Environmental Geotechnics. Director: Ing. M.Sc. Esp. Andrés José Alfaro Castillo.


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GLOSARIO

Amenaza sísmica: es la probabilidad estadística de la ocurrencia (o excedencia)

de cierta intensidad sísmica (o aceleración del suelo) en un determinado sitio,

durante un periodo de tiempo.

Analogía: detección de atributos semejantes entre cosas distintas.

Buzamiento: ángulo existente entre una superficie estructural con la horizontal, el

cual es medido sobre el plano vertical y es perpendicular a su rumbo o dirección.

Epicentro: 1. Es el punto exacto en la superficie que se localiza sobre el

hipocentro de un sismo. 2. Es la representación en superficie de la ubicación de la

fuente sísmica.

Falla de rumbo: es aquella en la que el desplazamiento dominante es horizontal y

paralelo a la dirección de la superficie de la falla.

Falla de rumbo destral: falla cuyo bloque del lado opuesto de la misma se mueve

a la derecha, según se mira hacia ella.

Falla de rumbo sinestral: falla que presenta un sentido de desplazamiento

opuesto a la falla con movimiento destral.

Falla geológica: fractura en el basamento rocoso a lo largo de la cual se han

producido desplazamientos apreciables a ambos lados de la misma.

Falla geológica activa: falla que posee una amenaza sísmica constante.


17

Falla inversa: falla que resulta de fuertes esfuerzos compresivos en la cual el

bloque de techo se mueve hacia arriba con respecto al bloque de muro.

Falla normal: cuando el bloque de techo se desplaza hacia abajo en relación con

el bloque de muro. Comúnmente se forma en entornos extensionales.

Fuente sismogénica: es una estructura geológica que da origen a la ocurrencia

de un sismo.

Hipocentro o foco: punto en el interior de la tierra en el cual se da inicio a la

liberación de energía causada por la ruptura y generación de un sismo; este punto

indica la localización de la fuente sísmica.

Ley de recurrencia sísmica: se define como la distribución del número de sismos

con diferentes magnitudes, ocurridos dentro de un área específica y en un tiempo

determinado.

Magnitud de ondas superficiales (Ms): medida de magnitud basada en la

amplitud máxima de las ondas de superficie con períodos de aproximadamente 20

segundos.

Magnitud de ondas internas (mb): magnitud basada en la amplitud de los

primeros ciclos de ondas p, utilizada para medir especialmente sismos con una

distancia focal grande.

Magnitud momento (Mw): medida de magnitud basada en el momento sísmico

Mo de la fuente generadora del sismo; es decir, es una medida directa de los

factores que producen la ruptura a lo largo de la falla.


18

Magnitud local (Ml): magnitud medida en la escala establecida por Charles

Richter en 1933.

Magnitud sísmica: es una medida instrumental relacionada con la energía

elástica liberada por el sismo, y propagada como ondas sísmicas en el interior y

en la superficie de la tierra.

Neotectónica: estudio de las deformaciones de la tierra ocurridas en un tiempo

geológico reciente, donde reciente se refiere al tiempo comprendido desde el

Neógeno hasta el presente.

Placas tectónicas: fragmentos en los que está dividida la litósfera, los cuales

están en movimiento y cambian continuamente de tamaño y forma.

Plano de falla: plano en el cual ocurre el desplazamiento entre dos partes del

basamento rocoso.

Rumbo: dirección de la línea de intersección de una superficie estructural con un

plano horizontal, medida respecto al norte o sur verdadero.

Sismo: movimiento brusco del terreno producido en la corteza terrestre como

consecuencia de la liberación repentina de energía en el interior de la tierra o a la

tectónica de placas.

Sismo cortical: sismo producido por los sistemas de fallas que tiene una

profundidad inferior a 50 kilómetros.

Sismo interplaca o thrust: evento que se produce en el contacto entre las

placas.


19

Sismo intraplaca: sismo que ocurre a profundidad dentro de una placa tectónica.

Sismo máximo creíble: sismo máximo que puede producir una falla geológica,

basado en la información geológica y sismológica de la misma.

Sismo máximo probable: 1. Sismo ocurrido por la aceleración máxima producida

por una falla geológica, para un periodo de tiempo específico. 2. Sismo máximo

que es probable de que ocurra en el tiempo de la vida útil del proyecto.


20

INTRODUCCIÓN

El territorio colombiano, a lo largo del tiempo geológico, ha estado sometido a

grandes esfuerzos dirigidos en diferentes direcciones por el efecto de la

convergencia de cuatro placas tectónicas: la placa oceánica del Caribe, la placa

oceánica de Nazca, la placa oceánica de Cocos y la placa continental

Suramericana. Dicha complejidad tectónica hace que en Colombia se generen

sismos de subducción de grandes magnitudes (como el de Tumaco del

31/01/1906 con Ms = 8.6) y de otro lado toda una serie de fallas geológicas que

han generado sismos destructivos.

La caracterización geológica y sismológica de las fallas activas existentes en

Colombia es sin duda alguna una herramienta útil para la evaluación de la

amenaza sísmica, es decir, constituye un recurso más para superar algunos

vacíos de información existentes que trascienden directamente en el análisis de

los estudios detallados de amenaza sísmica al mostrar datos poco realistas.

El presente documento es el resultado de una tesis de postgrado del tipo

modalidad investigación, realizada con el objetivo de caracterizar (desde el punto

de vista geológico y sismológico) algunas fuentes sismogénicas extranjeras bien

documentadas, haciendo una analogía con fallas geológicas de Colombia para

complementar la información sismológica de las mismas. De esta manera se

pretende contribuir al conocimiento sismológico del territorio colombiano, lo cual

permitirá realizar estudios de amenaza sísmica tanto a nivel regional como local.


21

1. OBJETIVOS

1.1 OBJETIVO GENERAL

Caracterizar algunas fuentes sismogénicas colombianas activas a partir de

analogías realizadas con fallas bien conocidas en el extranjero, para la

complementación de información sismológica aplicada a la evaluación de la

amenaza sísmica.

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Recopilar y analizar la información existente acerca de las fallas activas

muy bien caracterizadas en Norteamérica.

Recopilar y analizar la información existente acerca de las fallas activas en

el territorio colombiano.

Realizar la analogía entre las fallas estudiadas de Colombia con las del

exterior, comparando sus características principales como tipología, rumbo,

buzamiento, longitud, geometría, cinemática y eventos sísmicos generados,

entre otros.

Estimar los parámetros sísmicos a, b, tasa y las magnitudes máximas de los

sismos producidos por las fallas estudiadas mediante la Ley de Gutenberg-

Richter, con el fin de realizar un aporte a los estudios de amenaza sísmica

tanto a nivel regional como local.


22

2. METODOLOGÍA

Para el logro de los objetivos antes mencionados, se utilizó una metodología

compuesta por las siguientes fases de estudio: 1) recopilación de información, 2)

organización de los datos, 3) realización de la analogía entre fallas extranjeras y

colombianas e 4) interpretación y análisis de los resultados.

La primera fase consistió principalmente en la búsqueda y análisis de la

información existente acerca de las fallas mejor documentadas en Estados Unidos

y de las fallas activas colombianas con características similares a las

anteriormente dichas. Se tuvieron en cuenta la geometría y la cinemática de las

fallas. De igual forma se consideraron aspectos secundarios como la

geomorfología y la neotectónica, entre otros datos de interés para la investigación.

Seguida de la fase de recopilación de información se llevó a cabo la organización

de los datos, donde se resume los aspectos anteriormente analizados para cada

una de las fallas geológicas estudiadas.

Posteriormente se efectuó la analogía geológica y sismológica entre las fallas bien

caracterizadas y las fallas colombianas. La analogía geológica se realizó basada

en la información recolectada en la primera fase. Para correlacionar las fallas

colombianas con las fallas extranjeras se analizaron principalmente las

características referentes a la geometría y la cinemática tales como tipo de falla,

longitud y buzamiento. Además, se complementó la información de las fallas con

otros datos importantes como son la tasa de movimiento, el intervalo de

recurrencia y los sismos asociados a cada una.


23

La analogía desde el punto de vista sismológico se desarrolló con la ley de

recurrencia Gutenberg-Richter con el fin de obtener los valores de la magnitud

máxima probable de un sismo para cada una de las fuentes. Los registros

sísmicos utilizados fueron tomados del Boletín del International Seismological

Centre (ISC, 2015).

El cálculo de los parámetros Gutenberg-Richter para cada una de las fallas

extranjeras y colombianas estudiadas se realiza teniendo en cuenta el siguiente

procedimiento:

Identificación de la falla en el programa Google Earth tomando como

referencia la base de datos del USGS para las fallas estadounidenses, y los

estudios del USGS (Paris et al., 2000) y del Ingeominas (Montes y

Sandoval, 2001) para las fallas colombianas.

Delimitación de un polígono que contenga un área aferente al lineamiento

de la falla.

Búsqueda de los sismos localizados en el área aferente a cada una de las

fallas, de acuerdo a los registros sismológicos del ISC a nivel mundial. Los

sismos utilizados para el cálculo de los parámetros presentan una magnitud

mayor a 3,0 y corresponden a la era instrumental, es decir, son sismos

registrados a partir del año 1960.

Elaboración de la regresión lineal para obtener los parámetros a y b, y la

magnitud máxima para cada falla basada en los sismos encontrados.


24

Por último se realizó la interpretación de los resultados obtenidos en la fase

anterior y se valoró la implementación de la propuesta metodológica objeto de este

estudio como complemento de la información sísmica en algunas zonas del

territorio colombiano, con la idea de que esta sea un gran aporte a los futuros

proyectos de evaluación de amenaza sísmica.


25

3. MARCO TEÓRICO

3.1 ANÁLISIS DE LA AMENAZA SÍSMICA

El análisis de la amenaza sísmica implica una estimación cuantitativa del

movimiento del suelo en un sitio definido para un periodo de retorno dado. Esta

valoración es una parte importante de la evaluación de los parámetros que

componen el movimiento del suelo en el momento de un sismo, lo cual a su vez es

necesario para el diseño de estructuras sismo resistentes.

La amenaza sísmica puede ser analizada deterministamente cuando se supone un

escenario de sismo específico, o probabilísticamente en el cual se toman en

cuenta las incertidumbres correspondientes al tamaño del sismo, la ubicación y el

periodo de recurrencia.

3.1.1 Identificación y evaluación la amenaza sísmica

El análisis de la amenaza sísmica en una región específica se debe hacer por

medio de la identificación de todas las fuentes de actividad sísmica y su potencial

para generar sismos. En la actualidad esta actividad se realiza mediante el uso de

aparatos de medición; sin embargo, en algunos casos no hay presencia de

registros sísmicos instrumentales, por lo tanto se debe acudir a otros métodos

para identificar las fuentes de actividad sísmica.


26

La identificación de una fuente sísmica y de su amenaza asociada se debe realizar

teniendo en cuenta los siguientes factores:

3.1.1.1 Evidencia geológica. Para identificar las fuentes geológicas de un

sismo se emplean herramientas como datos geológicos estructurales, fotos

aéreas, reconocimientos de campo, perforaciones realizadas en la zona y métodos

geofísicos. Igualmente, las características geomórficas reconocidas en una falla

deben enfocarse para determinar la actividad de la misma y los indicadores de

magnitud que son la longitud de ruptura, el área de ruptura y el desplazamiento de

la superficie de falla.

3.1.1.2 Evidencia tectónica. La evidencia tectónica está enfocada a

encontrar la tasa de movimiento de la falla debido a que esto se relaciona

directamente con el movimiento relativo de las placas tectónicas, con la energía

acumulada de la falla y con la energía liberada en el momento de un sismo.

3.1.2 Sismicidad histórica e instrumental

Los registros de la sismicidad de una zona son fundamentales para conocer la

actividad de la falla. El conocimiento histórico de los datos sísmicos en la era pre

instrumental revelan información de la distribución geográfica de la intensidad de

los sismos. Si este conocimiento es suficiente se puede estimar la intensidad

máxima y la ubicación del epicentro.


27

Por otra parte, los registros sísmicos instrumentales son la información más

confiable para la identificación de una fuente sísmica, debido a que con ellos se

puede calcular el intervalo de recurrencia de sismos de gran magnitud y su

comportamiento (Aguilar, 2002).

3.1.3 Análisis determinístico de la amenaza sísmica

De acuerdo con Kramer (1996), el Análisis Determinístico de la Amenaza Sísmica

(Deteministic Seismic Hazard Analysis, DSHA) consiste en desarrollar un estudio a

partir de un evento sísmico particular; es decir, se determina la amenaza

suponiendo la ocurrencia de un sismo de tamaño específico en una zona definida,

mediante los siguientes pasos:

Identificación y caracterización de todas las fuentes sísmicas capaces de

producir un sismo en la zona.

Reconocimiento de la distancia entre la fuente del sismo y el sitio de

análisis para cada fuente (se ha de tener en cuenta que se debe

seleccionar la fuente más cercana a la zona analizada).

Selección del sismo de diseño.

Determinación de la amenaza mediante el cálculo de la aceleración

máxima, la velocidad máxima, el espectro de respuesta, el espectro sísmico

de diseño y el espectro sísmico uniforme.


28

3.1.4 Análisis probabilístico de la amenaza sísmica

De acuerdo con Kramer (1996), el Análisis Probabilístico de la Amenaza Sísmica

(Probabilisic Seismic Hazard Analysis, PSHA) provee un marco en el cual las

incertidumbres de tamaño, ubicación e intervalo de recurrencia de los sismos

pueden ser identificadas, cuantificadas y combinadas de una manera racional para

dar un esquema más completo de la amenaza sísmica. Este análisis se realiza

teniendo en cuenta lo siguiente:

Identificación y caracterización de las fuentes sísmicas (de igual forma

como se describió para el análisis determinístico), asignando a cada punto

de la fuente sísmica una distribución de probabilidad, donde se supone que

la ocurrencia de un sismo no es igualmente probable a lo largo de la

longitud de la falla.

La sismicidad de cada fuente se caracteriza mediante una ley que

especifica el porcentaje sobre el cual el sismo será excedido; esto se debe

hacer para cada fuente sísmica.

El movimiento del terreno producido por sismos de posible magnitud

ocurridos en cada punto y en cada una de las fuentes de la zona estudiada

debe ser determinado mediante el uso de las relaciones predictivas. Estas

calculan la probabilidad de que un parámetro de movimiento de la superficie

exceda cierto valor por un sismo de magnitud dada, ocurrido a cierta

distancia.

Combinar las incertidumbres de la ubicación, tamaño del sismo y

movimiento en la superficie para obtener la probabilidad de que el


29

parámetro de movimiento en ella sea excedido durante un periodo de

tiempo dado.

3.1.5 Ley de recurrencia Gutenberg-Richter

La Ley de Gutenberg-Richter es utilizada para caracterizar una región según las

distintas fuentes sismogénicas. Esta ley establece una relación entre la frecuencia

de ocurrencia de sismos para magnitud Ms determinada, en un periodo de tiempo

establecido. Para ello se considera la siguiente fórmula:

Donde:

N: Es el número acumulativo de eventos de magnitud igual o superior a Ms.

a: Corresponde a la productividad sísmica entendida como la capacidad que tiene

una determinada zona para generar sismos.

b: Es el coeficiente que indica la proporción de sismos pequeños con respecto a la

cantidad de eventos mayores.

Los parámetros a y b son generalmente obtenidos por una regresión de una base

de datos compuesta por los sismos de la falla o zona sismogénica estudiada en un

tiempo determinado. El valor de b tiende a ser cercano a 1 cuando la regresión es

ideal.


30

3.2 ESTUDIOS RELACIONADOS CON EL ANÁLISIS DE LA AMENAZA

SÍSMICA EN COLOMBIA

A nivel de amenaza sísmica para todo el territorio colombiano se han realizado,

entre otros, los estudios de Estrada y Ramírez (1977), de la Asociación

Colombiana de Ingeniería Sísmica AIS (1984), de Salcedo (1992, 1993), de la AIS

(1996), del Ceresis (1997), de Aguiar y Haro (2000), de Gallego (2000), de la AIS

(2009), de Alfaro (2011, 2012) y de Díaz-Hernández y Alfaro (2014a, 2014b); en

los cuales Estrada y Ramírez (1977) y Salcedo (1992) presentan valores de

magnitudes esperadas, en tanto que los restantes presentan aceleraciones pico

esperadas y espectros de diseño.

Los estudios de la AIS (1984, 1996) exponen una caracterización de las fuentes

sismogénicas basada en modelos de línea fuente, asignándole a ciertas fallas una

sismicidad en un corredor de 60 kilómetros de ancho. Sin embargo, dicha

caracterización presenta un inconveniente debido a la gran escasez de datos, por

ejemplo la Falla de Boconó se caracterizó con nueve sismos, la Bolivar con cuatro,

la Bucaramanga-Santa Marta con veintitrés, la Cauca con seis, la Cimitarra con

seis, la Cuiza con cuatro, la Espíritu Santo con seis, la Frontal de la Cordillera

Oriental con veintidós, la Nátaga con cinco, la Oca con cuatro, la Palestina con

cinco, la Romeral con nueve, la Salina con cuatro y la Sinú con tres.

El otro gran inconveniente es que AIS (1984,1996) sólo consideran fuentes en el

territorio colombiano, obviando las fuentes localizadas en Panamá, Venezuela,

Ecuador y Perú, todas ellas bastante activas.


31

En el caso de AIS (1984) se analizaron tres ventanas de tiempo, a saber: 1566-

1984, 1922-1984 y 1957-1984, determinando los parámetros de recurrencia para

cada falla.

El estudio de Salcedo (1992, 1993) tiene como ventaja el incluir varios parámetros

geofísicos como son: sismos (magnitud, localización), tipo de corteza terrestre

(continental, oceánica o de transición), fallas geológicas según su morfología y

cinemática (inversas, normales, de rumbo), Módulo del gradiente de las anomalías

de Bouguer, Anomalía de la gravedad en la reducción de Bouguer y valores de la

altura de la superficie terrestre; este parámetro incluye la información generalizada

sobre las deformaciones de la parte superficial de la corteza terrestre.

El Mapa de Salcedo (1992, 1993) muestra que los posibles sismos más fuertes

con Mmax > 7.5 se esperarían en la región del Chocó, y valores de Mmax > 7.0 se

esperarían al Este de la zona del Chocó en la Cordillera Occidental, en la región

de Nariño y en la zona Norte de la Sierra Nevada de Santa Marta. Sin embargo,

este Mapa no muestra las altas magnitudes que ya se han presentado en la zona

de Tumaco y en la frontera con Ecuador, con magnitudes Mw de hasta 8.6 en

1906 (Alfaro, 2011, 2012).

Salcedo (1993) toma como el nivel de fondo de sismicidad fuerte a largo plazo en

todo el territorio de Colombia un Mmax > 6.0.

El Centro Regional de Sismología para América del Sur (CERESIS) (1997)

presenta un Mapa Probabilístico de Peligro Sísmico en América del Sur, realizado

con información brindada por cada país, entre la que se destaca el tipo de fuente


32

sismogénica (zona sísmica, zona de subducción, fallas geológicas o combinación

de éstas) y su geometría, entre otros datos adicionales como el sismo máximo

potencial, el intervalo de recurrencia, índices de sismicidad y ley de atenuación

sísmica para cada fuente. Los valores de este mapa son, en general, mayores a

los de la NSR-10.

Aguiar (2000) en su estudio denominado “Fuerzas Sísmicas en los Países

Bolivarianos” muestra las normativas vigentes hasta esa fecha para los países de

la Comunidad Andina de Fomento (CAF), entre los que se encuentra Colombia.

Además, compara los mapas de zonificación sísmica de la década de los años

ochenta, cuando se iniciaban los estudios de amenaza sísmica en términos

probabilísticos, con las normativas vigentes al año 2000, y a su vez con el trabajo

realizado por la CERESIS (1997) en forma global.

Paris et al. (2000) expone el “Mapa de Fallas y Pliegues Cuaternarias de Colombia

y Regiones Oceánicas Adyacentes” a escala 1:2.500.000, en el marco de un

Proyecto con el U.S. Geological Survey (USGS), indicando la edad del último

desplazamiento y la tasa y dirección de movimiento, entre otras características,

para 49 fallas geológicas activas.

Paris et al. (2000) realizaron una compilación de información de diversas fuentes

acerca de características geológicas, geomorfológicas, estructurales y

sismológicas de las fallas geológicas de Colombia, con el fin de conformar una

base de datos de carácter bibliográfico que pueda ser consultada para efectuar

futuros estudios de la amenaza sísmica asociada a cada segmento o sistema de

fallas.


33

Montes y Sandoval (2001) compilaron una base de datos de fallas activas de

Colombia, en donde describen características morfotectónicas de las fallas basado

principalmente en estudios de neotectónica realizados a diferentes escalas,

incluyendo el mapa de fallas activas de Colombia a escala 1:500.000 que

incorpora el grado de actividad (activa, potencialmente activa y de actividad

incierta) y el tipo de falla, junto con la tasa de movimiento (mm/año) y la fecha de

un sismo histórico para las fallas señaladas como activas.

La AIS (2009) en su publicación acerca del Estudio General de Amenaza Sísmica

en Colombia, incluye los nuevos mapas de amenaza sísmica del país, los cuales

son realizados con fines de diseño y construcción sismo resistente.

Siguiendo la recomendación de Stein et al. (2011) de realizar una mirada

retrospectiva y comparar el mapa de aceleraciones de pronóstico con los datos

reales registrados, en el caso de Colombia se presentan básicamente dos

problemas: baja instrumentación de movimiento fuerte y otro tal vez más grave, y

es que la mayoría de los acelerógrafos están colocados en suelo (Alfaro, 2012).

Los dos sismos fuertes con registros de aceleración mayores a 100 Gales han

sido el del 25/01/1999 en el eje cafetero y el del 24/05/2008 en Quetame-

Cundinamarca (Ramírez-Landínez, 2009).

En el del 25/01/1999 se registraron aceleraciones en suelo de 518 Gales, a 13

kilómetros del epicentro. Sugito y Taniguchi (1999) realizaron estimaciones de la

aceleración en roca y obtuvieron un valor de 217 Gales. De acuerdo con las

observaciones de campo y las fotografías aéreas se puede deducir que se


34

presentaron aceleraciones mayores a una gravedad. A pesar de ello, los estudios

de la AIS (2009) no presentan ningún cambio en el valor de aceleración de la

ciudad de Armenia.

En el caso del sismo del 24/05/2008 se registraron aceleraciones de 605 Gales en

roca, a 9 kilómetros del epicentro. Sin embargo, el estudio de la AIS (1998)

asignaba un valor de 0.30 g para este sitio, en tanto que el estudio AIS (2009)

presenta 0.25 g. Por lo tanto, el mapa de pronóstico pareciera no reflejar la

evidencia instrumental. De ahí la importancia de revisar y actualizar los estudios

de amenaza sísmica (Correa y Alfaro, 2011; Stein et al., 2011; Alfaro, 2011, 2012).


35

4. FALLAS EXTRANJERAS BIEN DOCUMENTADAS

Alrededor del mundo se han realizado estudios que permiten la caracterización de

fallas geológicas; la mayoría de estos se encuentran relacionados con sistemas de

monitoreo en las zonas de mayor actividad sísmica. Por tal motivo, la mejor

documentación se encuentra en las fallas cuyos sistemas de monitoreo han

registrado sismos con magnitud mayor a 5,5.

A continuación se presenta una descripción de las fallas extranjeras que se

encuentran bien documentadas, apoyada en estudios previos realizados por

Herrera (2014) y Herrera y Alfaro (2014), las cuales serán utilizadas para realizar

la analogía geológica y sismológica con las fallas colombianas. Por su relación con

este estudio, se hará énfasis en la ubicación, geometría, geología, geomorfología,

catálogo sísmico, tasa de movimiento e intervalo de recurrencia.

4.1 SISTEMA DE FALLAS DE SAN ANDRES

El Sistema de Fallas de San Andrés es una cadena de fallas que se encuentra

entre las placas de Norte América y del Pacífico, formada debido a los esfuerzos

tectónicos sufridos en esta zona. Las fallas que componen este sistema están

orientadas en sentido Norte – Sur y tienen desplazamientos de tipo destral.

Este Sistema fue inicialmente estudiado por Lawson (1893) y posteriormente fue

nombrado por él mismo en el año 1895 luego de localizarlo completamente en el

valle de San Andrés (San Mateo Country, California). La importancia y la extensión


36

del Sistema de Fallas de San Andrés no fueron reconocidas sino hasta el año

1906 con la ocurrencia del famoso sismo de San Francisco.

Las zonas que componen el Sistema de Fallas de San Andrés son: la Zona de

Falla San Andrés, la Zona de Falla Bartlett Springs, la Zona de Falla Maacama, la

Zona de Falla Rodgers Creek, la Zona de Falla Green Valley, la Zona de Falla

Calaveras, la Zona de Falla Hayward, la Zona de Falla San Gregorio, la Zona de

Falla San Jacinto, la Zona de Falla Elsinore y la Zona de Falla Imperial.

Basado en la ubicación del Sistema de Fallas de San Andrés que se presenta en

la Figura 1, y en el esquema que muestra la actividad sísmica en Estados Unidos

(Figura 2), se evidencia que el Sistema de Fallas de San Andrés es el más grande

contribuyente de la alta sismicidad ocurrida al oeste de Estados Unidos. Debido a

esto, la mayoría de las fallas que lo conforman han sido investigadas mediante

sistemas de monitoreo muy completos que arrojan como resultado una

caracterización confiable de las fallas investigadas. Dentro de este grupo de fallas

se encuentran las pertenecientes a la Zona de Falla San Andrés y la Zona de Falla

San Jacinto. Las fallas que se encuentran mejor monitoreadas son las de la Zona

San Andrés.


37

Figura 1. Ubicación del Sistema de Fallas de San Andrés.

Tomado de http://tasaclips.com/illustrations.html

Figura 2. Actividad sísmica en Estados Unidos.

Tomado de http://earthquake.usgs.gov/hazards/products/

http://tasaclips.com/illustrations.html

http://earthquake.usgs.gov/hazards/products/


38

4.1.1 Zona de Falla San Andrés

La Zona de Falla San Andrés es el principal elemento del Sistema de Fallas de

San Andrés. Está compuesta por diez secciones y es la más estudiada de toda

California y tal vez del mundo. La falla de esta zona que fue analizada

corresponde a la Falla Shelter Cove.

4.1.1.1 Falla Shelter Cove. Esta sección de la Zona de Falla San Andrés fue

nombrada por Sykes y Nishenko (1984). La parte más visible de esta falla se

encuentra en la costa de Shelter Cove al norte del estado de California, de allí su

nombre; sin embargo, la mayor parte se encuentra fuera de esta costa, en el

Océano Pacífico.

Ubicación

La Falla Shelter Cove se extiende desde el área de Punta Gorda hasta las

vecindades de la costa Point Arena (Figura 3).

Geometría

Las características principales que definen la geometría de esta falla son:

Longitud: 138 kilómetros

Tipo de movimiento: destral

Buzamiento: 90°

Rumbo: N12°W.


39

Figura 3. Ubicación sección Shelter Cove y ruptura ocurrida durante el sismo de

1906.

Tomado de http://earthquake.usgs.gov/regional/nca/1906/18april/howlong.php

Geología

Prentice et al. (1999) realizaron trincheras a lo largo de la sección de Shelter

Cove, en las cuales descubrieron intercalaciones de depósitos coluviales y

aluviales del Holoceno que se encuentran sobre un basamento rocoso formado en

la era Mesozoica.

Geomorfología

La parte de la sección Shelter Cove que no se encuentra cubierta por el mar,

presenta características geomórficas correspondientes a desplazamientos a lo

largo de la falla ocurridos en el Holoceno tales como drenajes deflectados,

depresiones lineares y escarpes (Brown y Wolfe, 1972; Brown, 1995; Hart, 1996;

http://earthquake.usgs.gov/regional/nca/1906/18april/howlong.php


40

Muller, 1996). En la parte norte de esta sección la falla no se encuentra muy

definida debido a la alta tasa de erosión (Hart, 1996; Prentice et al., 1999).

Catálogo sísmico

Sismo de San Francisco (18/04/1906)

En el sismo de San Francisco estuvieron involucradas cuatro secciones de la Zona

San Andrés que fueron las fallas Shelter Cove, North Coast, Península y Santa

Cruz Mountains. La longitud de ruptura desarrollada en este sismo fue de 477

kilómetros, como se observa en la Figura 3. Sin embargo, la magnitud de la

ruptura y su importancia fueron comprendidas más de medio siglo después

cuando se propuso la teoría de las placas tectónicas.

Este sismo tuvo su epicentro cerca de la ciudad de San Francisco, de allí su

nombre, y de acuerdo a la escala de intensidad de Mercalli Modificada tuvo una

intensidad de VII a IX medida a 80 kilómetros de la falla, en el sentido paralelo a la

ruptura; esto se traduce en una magnitud (Ms) entre 7,7 y 7,9 (Wald et al., 1993;

Thatcher et al., 1987). De acuerdo a lo anterior, la magnitud momento de este

sismo (Mw) es de 7,9. Se estima que la velocidad de propagación de la ruptura fue

cercana a los 2,7 Km/s (Wald et al., 1993).

El máximo desplazamiento registrado en la superficie fue de aproximadamente 6

metros cerca de la zona denominada Point Reyes. Asimismo, estudios realizados

por Thatcher et al. (1987) indican que el desplazamiento sub-superficial fue mayor,

alcanzando valores probables de 7,30 metros en la zona de Point Reyes y de 8,50


41

metros cerca de Shelter Cove. En la Figura 4 se muestran los valores de los

desplazamientos sub-superficiales a lo largo de la superficie de falla.

Figura 4. Valor de los desplazamientos sub-superficiales a lo largo de la ruptura

del sismo de San Francisco en 1906 (USGS, 2013).

Revolución científica a partir de las experiencias vividas en el sismo de San

Francisco (1906)

El sismo de San Francisco ocasionó la muerte de 700 personas y múltiples daños

a la infraestructura de la ciudad (Figura 5); sin embargo, la consecuencia más

grave fue el incendio que arrasó con la ciudad y multiplicó por tres la lista de

fallecidos. Dadas estas consecuencias se implantaron medidas para mitigar los

efectos de próximos sismos, como lo fueron la instalación de una red de monitoreo

(aún vigente), el desarrollo de normas para la construcción de edificios

sismoresistentes y políticas de educación sobre este tema.


42

Asimismo, los estudios realizados a partir de las consecuencias del sismo de San

Francisco trajeron consigo avances científicos en este campo. Lawson et al.

(1908) notó una correlación de la intensidad del sismo y las condiciones

geológicas de la zona; las áreas situadas en valles formados por sedimentos

tuvieron mayores desplazamientos y deformaciones que los sitios ubicados cerca

a los afloramientos rocosos; esta observación fue la base para la microzonificación

actual de la ciudad de San Francisco. Igualmente, el análisis de los

desplazamientos y deformaciones ocurridas en este sismo fueron la base para la

formulación de la Teoría del Rebote Elástico, aún vigente.

Figura 5. Fotografía de los desplazamientos ocasionados por el sismo de 1906 en

la Calle Unión Street de la ciudad de San Francisco.

Tomado de http://www.eas.slu.edu/eqc/eqc_photos/1906EQ/sanfran/m031.html

Tasa de movimiento

La tasa de movimiento fue reportada por Prentice et al. (1999) con un valor

mínimo de 14 mm/año.

Intervalo de recurrencia

El intervalo de recurrencia de esta falla para un sismo como el ocurrido en el año

1906 es de aproximadamente 200 años.


43

4.1.2 Zona de Falla San Jacinto

La Zona de Falla San Jacinto es una de las más activas en California junto con la

Zona de Falla San Andrés. Está compuesta por siete segmentos que nombrados

de norte a sur son: San Bernandino, San Jacinto Valley, Anza, Coyote Creek,

Borrego Mountain, Superstition Hills y Superstition Mountain. Las secciones

anteriormente nombradas fueron definidas por Group on California Earthquake

Probabilities (1995).

Esta zona de Falla fue nombrada por Lawson et al. (1908), pero fue estudiada

detalladamente en la mayoría de su trayecto por Fraser (1931), Dibblee (1954) y

Sharp (1967).

Para el desarrollo de esta tesis solo se describirán detalladamente las secciones

de Borrego Mountain, Coyote Creek y Superstition Hills, debido a que son las

secciones con las cuales se pueden realizar las analogías correspondientes.

4.1.2.1 Falla Borrego Mountain. Esta sección de la Zona de Falla San

Jacinto inicialmente fue considerada como una parte de la Falla Coyote Creek; sin

embargo, actualmente estas dos secciones son consideradas independientes y

solo comparten 9 kilómetros del norte de la Falla Borrego Mountain. La longitud de

esta falla corresponde a las tres superficies de ruptura ocurridas durante el sismo

presentado en el año 1968.


44

Ubicación

Esta falla limita al norte con la zona conocida como Borrego Mountain y hacia el

sur con la zona llamada Fish Creek Mountains (Figura 6), atravesando la ciudad

de Ocotillo Wells.

Geometría




Buzamiento: 80°

Rumbo: N40°W.

Figura 6. Superficies de falla asociadas al sismo Borrego Mountain de 1968.

(Burford, 1972).


45

Geología

La Falla Borrego Mountain es una falla de rumbo con movimiento destral que tiene

tres partes muy bien definidas, la norte, la central y la sur (Figura 6).

La superficie de esta sección se encuentra enteramente sobre depósitos aluviales

del Holoceno, a excepción de la zona de Cocotillo Badlands y la parte final de la

sección norte de la falla en donde se encuentran depósitos de sedimentos

provenientes del Plioceno-Pleistoceno. Toda la zona de falla se encuentra sobre

rocas ígneas del Cenozoico.

Geomorfología

Muchos de los patrones geomorfológicos a lo largo de la falla son similares a los

indicados en sismos ocurridos a lo largo de la Falla de San Andrés. En general,

existen dos expresiones geomorfológicas principales a lo largo de esta. La primera

son escarpes que describen las deformaciones históricas que ha tenido la falla, y

la segunda es un patrón en echelon presentado en las secciones norte y central

de la falla.

Catálogo sísmico

De acuerdo a estudios realizados por Gurrola y Rockwell (1996) se ha detectado

la ocurrencia de eventos sísmicos en la zona de la falla entre los años 1440-1637

A.C., 1280-1640 A.C., 820-1280 A.C. y pre-964 A.C. Sin duda alguna, el sismo

característico de esta falla es el ocurrido en el año 1968, el cual lleva el nombre de

la falla.


46

Sismo de Borrego Mountain (09/04/1968)

Fue el primero de los sismos con magnitud superior a 6,0 registrado por la red de

sismógrafos ubicada en el sur de California. Por esta razón, inmediatamente

después de su acontecimiento, el sismo fue un tema de estudio en universidades

e institutos de desarrollo sismológico.

De acuerdo a los estudios realizados por Clarence et al. (1972), el sismo presentó

una magnitud de 6,4, pero este valor difiere del calculado por Burford et al. (1972)

quienes indican que la magnitud tuvo un valor de 6,5. Sin embargo, ambos

estudios coinciden en que el epicentro del sismo fue el indicado en la Figura 6 y en

la Figura 7.

Al igual que en la magnitud, la longitud total de la falla correspondiente a la suma

de las tres secciones, también presenta diferentes valores dependiendo de los

estudios realizados; la calculada por Wyss (1972) es de 37 kilómetros, mientras

que Malcolm (1972) indica que la longitud de falla es de 31 kilómetros.

El sismo de Borrego Mountain fue precedido por un sismo de 3,7 ocurrido un

minuto antes; asimismo, luego de dos meses del sismo se registraron 533 réplicas

que formaron una franja muy compleja alrededor de la longitud de falla principal

(Hamilton, 1972) cono se observa en la Figura 7.


47

Figura 7. Mapa donde se muestra la Falla Borrego Mountain y se indica la

ubicación de los sismógrafos (triángulos) y réplicas (marcadas con una x)

(Hamilton, 1972).

Luego de la ocurrencia del sismo inició un proceso de Creep a lo largo de las

secciones central y sur, en donde las deformaciones producidas por este

superaron las generadas durante el sismo. Cabe aclarar que varias partes de la

sección central no comenzó el proceso de Creep hasta varios meses después del

sismo y la sección sur hasta un año después del sismo (Malcolm y Clark, 1972).

Por otra parte, es importante incluir que el sismo de Borrego Mountain produjo

desplazamientos y procesos de Creep en la Falla Imperial y la Falla Superstition

Hills.


48

Tasa de movimiento

Los valores de la tasa de movimiento varían de acuerdo a diferentes autores.

Clark et al. (1972) indican una tasa de 4,5 mm/año, Wesnousky (1986) propone un

valor de 2 mm/año y Petersen et al. (1996) señalan un valor de 4 mm/año.


El intervalo de recurrencia para esta falla es de 175 años de acuerdo a Working

Group on California Earthquake Probabilities (1995). Sin embargo, varios autores

difieren del valor de este intervalo, como lo son Pollard y Rockwell (1995) quienes

indican que el intervalo de recurrencia para esta falla es de 60-100, Clark et al.

(1972) que proponen un intervalo de 200 años y Wesnousky (1986) quien plantea

un valor entre 100 y 200 años.

4.1.2.2 Falla Coyote Creek. La sección de Coyote Creek fue inicialmente

cartografiada por R.T. Hill y nombrada por Arnold (1918). Esta sección incluye dos

segmentos unidos a los que han sido llamados Coyote Canyon y Coyote Ridge,

debido a las zonas que atraviesa.

Ubicación

La Falla Coyote Creek se localiza al oeste del Lago Salton, tiene su extremo norte

al suroeste de la población de Anza y el límite sur se encuentra en la zona

conocida como Borrego Mountain; adicionalmente esta falla atraviesa la población

de Borrego Springs.


49

Figura 8. Ubicación de la sección Coyote Creek (USGS, 2013).

Geometría




Buzamiento: 90°

Rumbo: N58°W.

Geología

La totalidad de esta falla se encuentra enteramente sobre depósitos aluviales del

Holoceno y sobre rocas ígneas del Cenozoico, como se resalta en la Figura 9.


50

Figura 9. Columna estratigráfica a lo largo de la zona conocida como Salton

Trough. La zona que aplica para la Falla Coyote Creek es la señalada con rojo.

(Sharp, 1972).

Geomorfología

A lo largo de la sección Coyote Creek se presentan expresiones geomórficas

como escarpes y silletas en depósitos aluviales, además de la presencia de

drenajes deflectados a causa de las deformaciones de tipo destral causadas por la

falla.

Catálogo sísmico

A esta falla se asocia el sismo ocurrido en el año 1969, al cual se le denominó con

el mismo nombre de la falla.


51

Sismo de Coyote Creek (28/04/1969)

Este sismo tuvo una magnitud de 5,8 y una longitud de ruptura superficial de

aproximadamente 3 kilómetros. De acuerdo a Thatcher y Hamilton (1973) esta es

una réplica del sismo de Borrego Mountain ocurrido en 1968. Sin embargo, ocurrió

un año después de dicho sismo lo cual es una característica inusual de las

réplicas. Asimismo, este sismo tuvo 127 réplicas en el área de Coyote Mountain.

Tasa de movimiento

El valor de la tasa de movimiento varía de acuerdo a los estudios realizados por

diferentes autores. Wesnousky (1986) asigna un valor de 2 mm/año, Working

Group on California Earthquake Probabilities (1995) indica un valor de 4 2

mm/año y Petersen et al. (1996) señala un valor de 4 mm/año.


El intervalo de recurrencia para esta falla fue establecido por Working Group on

California Earthquake Probabilities (1995) en 175 (+158, -95) años; sin embargo,

Wesnousky (1986) calculó un valor de 314 años.

4.1.2.3 Falla Superstition Hills. La Falla Superstition Hills es una sección

de la Zona de Falla San Jacinto y se considera una de las fallas sísmicamente

más activas, con varios sismos de magnitud considerable (M >5,5) y numerosos

microsismos asociados. Esta falla fue nombrada por Sharp et al. (1989).


52

Ubicación

Se encuentra ubicada en el Estado de California (USA). La totalidad de la falla se

encuentra en la zona del Valle Imperial, al suroccidente del lago Salton Sea.

Geometría




Buzamiento: 90°

Rumbo: N58°W (Es el rumbo promedio de la Zona de Falla San Jacinto).

Geología

La geología y geomorfología de esta falla fueron estudiadas por Sanders y

Magistrale (1997). A lo largo de la superficie de ruptura del sismo de Landers se

realizaron trincheras que reflejaron la presencia de depósitos fluviales y lacustres

del Holoceno. También se presenta la Formación Brawley que es principalmente

lacustre.

Geomorfología

A lo largo de la falla se detectan escarpes y drenajes desviados que indican una

fuerte influencia tectónica en la zona.

Catálogo sísmico

A esta falla se le atribuye el terremoto del 24 de Noviembre de 1987 de magnitud

6,5 que ha sido uno de los sismos más estudiados en el área, no solo por el sismo

en sí, sino también por la futura actividad sísmica en la zona del Salton Trough.


53

Se considera que esta falla también fue la causante de un sismo ocurrido el 23 de

Enero de 1951, que tuvo una magnitud Ml de 5,6 y una longitud de ruptura

superficial de 3 kilómetros. También se le atribuyen sismos en el año 1641 y

1906/1915 (Hudnut y Sieh, 1989) de los cuales no se tienen mayores registros.

Adicionalmente, de acuerdo a estudios realizados, se considera que esta falla ha

provocado diferentes superficies que datan de las siguientes fechas: 1965, 1968,

1969, 1979 y 1981.

Sismo de Superstition Hills (24/11/1987)

Este sismo se presentó 12 horas luego del sismo Elmore Ranch que tuvo

magnitud de 6,2. El epicentro de los dos sismos fue en un área desierta localizada

aproximadamente a 22 kilómetros al sureste de la pequeña comunidad de

Westmorland. Sin embargo, de acuerdo a los datos registrados, se consideran

sismos independientes.

Algunos de los daños registrados por estos sismos consistieron en daños a

estructuras en California y México, con 94 personas heridas. En el epicentro del

sismo se reportaron daños al Canal All-American que transporta agua para los

cultivos del Valle Imperial.

La longitud de ruptura superficial ocasionada por este sismo fue de

aproximadamente 27 kilómetros y se estima que la longitud de ruptura sub-

superficial fue de 11 kilómetros. La estación El Centro-Imperial County Center

CSMIP registró, en el sismo de Superstition Hills, una aceleración pico de 0.36 g


54

en superficie. Adicionalmente, se registró un desplazamiento máximo vertical de

25 centímetros y un desplazamiento horizontal máximo de 92 centímetros. Los

estudios de la Falla Superstition Hills posteriores a este sismo indican la presencia

del fenómeno de Creep que duró 339 días.

Debido a la ocurrencia del sismo de Superstition Hills el 24 de noviembre de

1987, tres de las fallas que componen el Sistema de Fallas de San Jacinto

tuvieron una ruptura sísmica y algunas más desarrollaron un fenómeno de Creep

que fue detonado por este sismo.

Mediciones durante el sismo

En el año 1967, debido a las observaciones realizadas a las rupturas de esta falla,

se estableció una línea de observación con teodolitos paralela a ella (en la

actualidad los teodolitos se cambiaron por GPS); de esta manera se han

registrado todos los movimientos a lo largo de la misma. Adicionalmente, se

colocó un alineamiento tipo Caltech como se muestra en la Figura 10 donde la

estación principal es representada por un triángulo y los puntos de chequeo son

representados por los números 2a, 3a, 4, 5, 6a y 7. De acuerdo a este sistema de

monitoreo se establecieron los desplazamientos sufridos en la zona de la Falla

Superstition Hills cinco días después de ocurrido el sismo. Estos desplazamientos

que se observan en la Figura 10 se muestran en milímetros y fueron medidos por

K. Hudnot el 29 de Noviembre de 1987, cinco días después del sismo de

Superstition Hills. Las convenciones utilizadas son R=Desplazamiento lateral,

EX=Desplazamiento a lo largo de la falla (extensión).


55

Figura 10. Mapa de la superficie de ruptura de la Falla Superstition Hills y sus

desplazamientos (McGill et al., 1989).

Tasa de movimiento

La tasa de movimiento de esta falla reportada por la USGS va de 1 a 5 mm/año,

teniendo en cuenta trabajos de autores como Wesnousky (1986), Hudnut y Sieh

(1989), Working Group on Northern California Earthquake Potential (1995) y

Petersen et al. (1996). Esta tasa de movimiento refleja los desplazamientos

generados por sismos vecinos y el fenómeno de Creep presentado a lo largo de

esta falla.


56

Históricamente el fenómeno de Creep en la Falla Superstition Hills se ve detonado

por la ocurrencia de un sismo. Ejemplo de esto es el desplazamiento de 18 12

mm sufrido por la Falla Superstition Hills en el sismo Borrego Mountain en 1968,

seguido de un Creep con tasa de movimiento de 0,5 mm/año durante los

siguientes 11 años.


El intervalo de recurrencia calculado por Working Group on Northern California

Earthquake Potential (1995) es de 250 (+400, -133) años. Hudnut y Sieh (1989)

anteriormente habían establecido el intervalo de recurrencia en 150 a 300 años;

sin embargo, dadas las características del penúltimo evento sísmico, Wesnousky

(1986) había establecido el intervalo de recurrencia en 422 años.

4.2 EASTERN CALIFORNIA SHEAR ZONE (ECSZ)

Al igual que en el Sistema de Fallas de San Andrés, a lo largo de la ECSZ la placa

del Pacífico se acomoda con la placa de Norte América, generando una zona de

alta sismicidad tal como lo señala la Figura 2. La ECSZ es la mayor componente

de la frontera entre estas placas aportando del 20 al 25% del total de esta franja.

Eastern California Shear Zone consiste en una zona saturada de fallas de rumbo

con movimiento destral que colindan en el norte con la Falla de San Andrés y en el

oeste con la provincia de Basin and Rage como se muestra en la Figura 11. Gran

parte de esta franja se encuentra ubicada sobre el desierto de Mojave.


57

Figura 11. Ubicación Eastern California Shear Zone (ECSZ)

Tomado de http://www.data.scec.org/Module/Pics/sc1pg26a.gif

A continuación se describen algunas de las fallas mejor caracterizadas

pertenecientes a ECSZ.

4.2.1 Falla Emerson

La Falla Emerson junto con la Falla Camp Rock son las más activas de tipo destral

en el desierto de Mojave. Es posible que la Falla Emerson esté compuesta por dos

secciones; la sección norte corresponde a la ruptura ocurrida debido al sismo de

1992 (Sismo de Landers) y la sección sur que no tuvo ruptura en ese sismo.

Esta falla fue inicialmente estudiada por Gardner (1940) y luego fue nombrada por

Dibblee (1964).

http://www.data.scec.org/Module/Pics/sc1pg26a.gif


58

Ubicación

La Falla Emerson se encuentra ubicada en el Estado de California, Estados

Unidos, específicamente 5 kilómetros al oeste de la mina de Bessemer y al

sureste de Sand Hill.

Geometría




Buzamiento: vertical

Rumbo: varía de N9°W en la sección sur a N42°W en la sección norte.

Geología

La geología y geomorfología de esta falla han sido objeto de estudio por parte de

varios investigadores, entre los cuales se encuentran Bader y Moyle (1960),

Dibblee (1964, 1967, 1968, 1970), Hawkins (1976), Morton et al. (1980), Manson

(1986) y Bryant (1986).

Esta falla se encuentra en una zona donde las fallas asociadas tienen un

movimiento de tipo destral. Además, de acuerdo a una trinchera ejecutada a lo

largo de la superficie de falla asociada con el sismo de 1992 (Rubin y Sieh, 1997),

se estableció que la falla se encuentra en un depósito de tipo coluvial y en algunas

partes aluvial del Pleistoceno y Holoceno.


59

Geomorfología

Se ha establecido que la Falla Emerson es delineada por rasgos geomorfológicos

del Pleistoceno y Holoceno que consisten en drenajes desviados por movimientos

de tipo destral, líneas de escarpes, crestas truncadas, depresiones cerradas y

vegetación lineal, entre otros rasgos, todos ellos en aluviones y coluviones (Rubin

y Sieh, 1997).

Catalogo sísmico

De acuerdo a la trinchera ejecutada por Rubin y Sieh (1997) sobre la superficie de

falla relacionada al sismo Landers, se pudo establecer la ocurrencia de dos sismos

en el periodo paleolítico. Sin embargo, el sismo representativo de esta falla es el

sismo ocurrido el 28 de junio de 1992, debido a que ha sido de los pocos sismos

de gran magnitud completamente documentados antes, durante y después de su

ocurrencia. Las características de este sismo se describen a continuación.

Sismo de Landers (28/06/1992)

Este sismo de magnitud Mw 7,3 es un sismo complejo debido a que fue producido

por varias fallas en la Eastern California Shear Zone (ECSZ). Dos meses antes del

sismo de Landers, en esta zona se presentó una gran actividad sísmica que tiene

su mayor representación en el sismo de Joshua Tree ocurrido el 28 de abril de

1992 que tuvo magnitud Mw 6,1 (Figura 12). De acuerdo a los registros, horas

antes del sismo de Landers varios sismos de muy baja magnitud ocurrieron a no

más de 1 kilómetro de distancia del hipocentro de este evento.

El sismo de Landers fue producido por una ruptura linear y unilateral en la que

participaron varias fallas que son la Falla Johnson Valley, la Falla Landers, la Falla


60

Homestead Valley, la Falla Emerson y la Falla Camp Rock, tal como lo muestra la

Figura 13.

Figura 12. Ubicación Sismo de Joshua Tree y Sismo de Landers (Yeats, 1997).

Figura 13. Ubicación de fallas asociadas al sismo de Landers. C1: zona de

complejidad 1 y C2: zona de complejidad 2 (Yeats, 1997).


61

Mediciones de sismógrafos y datos geodésicos y geológicos sugieren que el sismo

tuvo tres grandes liberaciones de energía; la primera en las fallas de Johnson

Valley y Landers, la segunda en la Falla Homstead Valley y la tercera en la Falla

de Emerson (Wals y Heaton, 1994; Cohee y Beroza, 1994). Este modelo basado

en datos geodésicos y telesísmicos indica que las tres grandes liberaciones de

energía se debieron a dos complejidades geométricas del sistema de fallas que

retardaron la propagación del frente de ruptura (Figura 13). De acuerdo a esto, el

sismo se generó de la siguiente manera: Durante los primeros 6 segundos la

ruptura se propagó hacia el norte a lo largo de la Falla de Johnson Valley a una

velocidad de 3,6 Km/s; en los siguientes 4 segundos la ruptura hizo un muy

pequeño avance hacia el norte, aun así las fallas de Landers, Johnson Valley y

Homestead Valley desarrollaron un gran desplazamiento debido a la primera de

las complejidades señaladas. Durante los 10 y 11 segundos del sismo un gran

movimiento fue liberado a lo largo de la parte norte de la primera complejidad; esto

significó el desarrollo de una superficie de falla de 3 kilómetros de largo que fue

inducida segundos antes por el movimiento destral de la Falla de Landers. En este

momento se iniciaron las fallas al norte de la primera complejidad partiendo de la

Falla Homestead Valley. Luego de varios segundos la ruptura se propagó hacia la

superficie y hacia el norte, pero se encontró con la segunda complejidad, lo que

ocasionó un retraso en la propagación de la ruptura y a su vez generó el

crecimiento de desplazamientos a lo largo de las fallas vecinas que son las fallas

Homestead Valley y Emerson. Luego la ruptura se propagó en superficie

afectando considerablemente la Falla Emerson.

Las réplicas del sismo de Landers tuvieron un área de influencia de 5 a 15

kilómetros de ancho y 85 kilómetros de profundo; sin embargo, la mayoría de

estas réplicas no produjeron ruptura en superficie. Esto revela que

subsuperficialmente existen innumerables fallas en la región que conectan las

fallas ya existentes.


62

Luego de tres horas de haberse presentado el sismo de Landers se produjo una

gran réplica, el sismo de Big Bear, que tuvo una magnitud Mw 6,3; sin embargo,

de este sismo no se conoce una superficie de ruptura.

Debido a la dilatación producida por el sismo y a una complejidad geométrica en

superficie entre las fallas de Emerson y de Camp Rock, se creó un graben ente

estas dos fallas de más de 1 metro de profundidad (Figura 14).

Figura 14. Mapa del Graben formado por el sismo de Landers entre la fallas

Emerson y Camp Rock. Los números mostrados son el desplazamiento horizontal

(destral) y los números en círculos corresponden a los desplazamientos verticales;

ambos datos están en centímetros (Yeats, 1997).


63

Mediciones durante el sismo

Dada la calidad de las mediciones en el sismo de Landers, se determinó el

desplazamiento máximo que se produjo 10 kilómetros al norte del epicentro y tuvo

un valor de 6 metros. El valor mínimo de desplazamiento se produjo a 40

kilómetros al sur del epicentro.

Los desplazamientos laterales sufridos en la sección norte de la Falla de Emerson

durante el sismo son mostrados en la Figura 15 donde se ve que el valor más

común es alrededor de 300 centímetros; sin embargo, este valor disminuye hacia

el norte de la falla donde puede llegar a ser de menos de un metro.


de Emerson durante el Sismo de Landers (Yeats, 1997).

Luego del sismo se produjo un fenómeno llamado Creep en la zona de la falla;

este es un movimiento asísmico que genera desplazamientos pequeños en un

periodo de tiempo muy largo.


64

En Long Valley Volcanic Caldera, a 430 kilómetros del epicentro del sismo, este

generó una sismicidad que duró 3 días. Los sismos tuvieron magnitudes Mw entre

3,4 y 2,8 (Johnston et al., 1995).

Tasa de movimiento

De acuerdo a los estudios de Rubin y Sieh (1997) se reportó una tasa de

movimiento de 0,2 mm/año en el Holoceno y de 0,7 mm/año teniendo en cuenta

los eventos sismológicos recientes. Sin embargo, Petersen et al. (1996)

establecieron una tasa de movimiento de 0,6 mm/año; por tanto se considera que

la tasa de movimiento de esta falla está entre 0,2 y 1 mm/año.


El intervalo de recurrencia es de 7,4 a 12 cientos de años de acuerdo a Rubin y

Sieh (1997).

4.2.2 Falla Camp Rock

La Falla de Camp Rock es una de las fallas activas de tipo destral de las ubicadas

en el desierto de Mojave. Al igual que la Falla de Emerson, la Falla Camp Rock fue

inicialmente registrada por Gardner (1940) y nombrada por Dibblee 24 años

después.

El estudio de esta falla adquirió mayor importancia luego del sismo de Landers

ocurrido en el año 1992, en el cual la mayoría de la falla tuvo ruptura.


65

Ubicación

La Falla Camp Rock se encuentra ubicada en el sureste del estado de California

en Estados Unidos, específicamente en el desierto de Mojave. El límite norte de la

falla se encuentra 10 kilómetros al suroeste del aeropuerto Barstow-Daggett

County y límite sur de la falla se encuentra a 4 kilómetros al noroeste de la mina

Bessemer donde se encuentra con la Falla de Emerson.

Geometría




Buzamiento: vertical

Rumbo: N50°W

Geología

La Falla Camp Rock es una falla de rumbo con movimiento destral. A lo largo de

esta se presentan depósitos aluviales del Holoceno similares a los encontrados en

la Falla de Emerson.

Geomorfología

La Falla Camp Rock es delineada por características geomórficas pertenecientes

del Pleistoceno al Holoceno en las que predomina el movimiento destral de la falla.

Estas características son escarpes y líneas de drenajes. Localmente los rastros de

fallas anteriores al sismo de 1992 son cubiertas por depósitos aluviales

pertenecientes al Holoceno que aún no han fallado.


66

Catalogo sísmico

De acuerdo a los estudios realizados por Rubin (2000), en la Falla Camp Rock

ocurrieron 3 eventos anteriores al sismo de Landers en los últimos 20000 años; sin

embargo, no se tiene mayor información acerca de ellos.

El sismo más representativo de la Falla Camp Rock es el sismo de Landers

ocurrido el 28 de junio de 1992. En él participaron varias fallas además de la Falla

Camp Rock, entre las que se encuentran la Falla Johnson Valley, la Falla Landers,

la Falla Homestead Valley y la Falla Emerson (Figura 13). El sismo de Landers

tuvo una magnitud Mw 7,3 y fue registrado por un sistema de monitoreo bastante

completo con el cual se pudieron medir varios parámetros del sismo antes,

durante y después de su ocurrencia.

Los desplazamientos laterales sufridos a lo largo de la Falla Camp Rock durante el

sismo de Landers son mostrados en la Figura 16, donde se observa que el

desplazamiento aumenta abruptamente a un máximo de 100 centímetros en el

límite sur de la falla, y disminuye gradualmente hacia el norte de la misma.


Camp Rock durante el Sismo de Landers (Yeats, 1997)


67

Tasa de movimiento

La tasa de movimiento a lo largo de la Falla Camp Rock se estima entre 0,2 y 1,0

mm/año de acuerdo a los estudios realizados por diferentes autores como

Hawkins (1976), Petersen y Wesnousky (1994), y Petersen et al. (1996).


Teniendo en cuenta los estudios realizados por Rubin (2000) acerca de la

actividad sísmica en la Falla de Camp Rock y las investigaciones realizadas por

Rockwell et al. (2000), se estableció un intervalo de recurrencia de 5000 a 7000

años.

4.3 FALLAS QUE NO PERTENECEN A ALGUN SISTEMA O ZONA

ESPECÍFICA

4.3.1 Falla Owens Valley

Esta falla se divide en dos secciones, la primera es Keough Hot Springs y la

segunda es 1872 Rupture. Esta segunda sección, como su nombre lo indica,

corresponde a una superficie de ruptura de casi 100 kilómetros ocurrida durante el

gran sismo de 1872. Para efectos de este trabajo de tesis se hará énfasis

únicamente en la segunda sección.

La falla Owens Valley Rupture 1872 fue reconocida por Whitney (1872) y Gilbert

(1884), pero fue cartografiada por Johnson (1910).


68

Ubicación

Esta falla se extiende desde el área Klondike Lake (5 km al norte de Big Pine)

hasta el sur del Lago Owens (Figura 17).

Figura 17. Ubicación Falla Owens Valley.

Tomado de http://gsabulletin.gsapubs.org/content/113/2/241/F1.expansion.html

Geometría




Buzamiento: 80°±15° E-NE

Rumbo: N9°W

http://gsabulletin.gsapubs.org/content/113/2/241/F1.expansion.html


69

El tipo de movimiento destral ha sido descrito por autores como Bateman (1961),

Bonilla (1968) y Beanland y Clark (1994); sin embargo, existen autores como

Whitney (1872) y Pakiser (1960) que describen que esta falla tiene un componente

normal.

Geología

La Falla Owens Valley Rupture 1872 es una falla de rumbo con movimiento destral

y componente normal. La longitud de ruptura se encuentra sobre depósitos

aluviales del Holoceno debido a que la falla es paralela al cauce del río Owens. La

ejecución de unas trincheras de estudio en la zona de Quaker realizadas por

Bacon et al. (2001) revelan la presencia de depósitos lacustres cerca de la margen

del río.

Geomorfología

Esta sección se caracteriza por presentar bastante evidencia geomorfológica

correspondiente a la actividad sísmica reciente, como lo son escarpes muy bien

definidos en aluvión del Pleistoceno y Holoceno, escarpes con caras libres

(Bryant, 1984), depresiones cerradas, lineamientos en grabens y drenajes

alineados destralmente (Bryant, 1984; Beanland y Clark, 1994).

Catalogo sísmico

Lee et al. (2001) identificaron la superficie de falla de un sismo ocurrido hace 3800

años. Además, Beanland y Clark (1994) estimaron que probablemente existieron

dos sismos anteriores al de 1872 que ocurrieron en el Holoceno.


70

A continuación se describen las características principales del sismo ocurrido en

1872.

Sismo de Owens Valley (26/03/1872)

Este sismo tuvo su epicentro cerca de la población de Lone Pine. La mayor

intensidad registrada fue de IX en la Escala de Mercalli Modificada (Figura 18) y se

estima que su magnitud fue cercana a 8,3.

Figura 18. Gráfico de líneas isosísmicas correspondientes al sismo Owens Valley

(1872) (USGS, 2013).


71

La consecuencia geológica más grande de este sismo fue la creación de una

superficie de ruptura de 118 kilómetros de longitud, pocos kilómetros al este del

escarpe de la Sierra Nevada. La parte más evidente de la superficie de falla fue

observada entre los pueblos Lone Pine e Independence. El desplazamiento

máximo registrado fue medido al oeste de Lone Pine y tuvo un valor de 7 metros.

Tasa de movimiento

La tasa de movimiento varía a lo largo de la falla de acuerdo a los estudios

realizados por diferentes autores. El valor mínimo es de 0,24 0,02 mm/año y se

presenta en la zona de The Fish Springs (Martel et al., 1989; Zehfuss et al., 2001);

el valor máximo es de 3,60 0,20 mm/año en un sitio cercano a The Fish Springs

(Lee et al., 2001).


De acuerdo a observaciones colectivas a lo largo de la Falla Owens Valley

Rupture 1872, Beanland y Clark (1994) proponen un intervalo de recurrencia

mínimo de 3,3 a 5 miles de años.

4.3.2 Falla San Fernando

La falla de San Fernando hace parte de la Zona de Falla Sierra Madre. Esta falla

corresponde a la superficie de ruptura del sismo de 1971 que fue bautizado con el

mismo nombre de la falla (Wentworth et al., 1971).


72

Ubicación

Como se nombró anteriormente, esta falla comprende la zona de ruptura del sismo

de 1971 ubicada en San Fernando Valley en frente de San Gabriel Mountains. La

longitud de falla se extiende desde Los Angeles Reservoir, específicamente desde

San Fernando Reservoir hasta Big Tujunga Canyon.

La Falla San Fernando colinda con la Falla Santa Susana en el oeste y con la

Falla Sierra Madre al este, ambas pertenecientes a la Zona de Falla Sierra Madre.

Geometría



Tipo de movimiento: Inversa con componente siniestra

Buzamiento: 40° NE (Yeats, 1997)

Rumbo: N85°W

Geología

La Falla San Fernando es una falla de cabalgamiento conformada por tres

segmentos: Mission Wells, Sylmar y Tujunga (Yeats, 1997), como se observa en la

Figura 19Figura 19. Sin embargo, se adicionaron otros segmentos llamados

Reservoir y Lakeview; el primero ubicado al oeste de Mission Wells y el segundo

ubicado al este del segmento Tujunga. La Figura 19 también muestra los

movimientos horizontales del bloque norte con respecto al bloque sur durante el

sismo de 1971; los vectores indican la componente horizontal del movimiento y el

número indica el buzamiento.


73

Figura 19. Segmentación inicial de la falla San Fernando (Yeats, 1997).

Geomorfología

A lo largo de las secciones de Tujunga y Lakeview se presentan escarpes de

origen tectónico y drenajes estrechados y/o cortados. También se observa muy

claramente el techo de la falla (Superficie ubicada inmediatamente por encima de

la falla).

La formación geológica presente en la zona es la Formación Modelo que data del

Mioceno. Esta unidad está conformada por delgadas capas de pizarras

intercaladas con areniscas. A lo largo del segmento Tujunga la Formación Modelo

se encuentra cubierta por 10 metros de brecha compuesta principalmente de

elementos provenientes de San Gabriel Mountains; su espesor decrece al llegar a

un depósito aluvial cuaternario y a una terraza de grava ubicados al oeste de la

falla (Yeats, 1997).


74

Catalogo sísmico

Sismo de San Fernando (09/02/1971)

El sismo de San Fernando tuvo una magnitud de 6,6. A lo largo de la superficie de

falla se presentaron desplazamientos máximos horizontales de 2,5 metros (Figura

19). Este sismo generó una superficie de falla irregular en San Fernando Valley,

limitada por la falla inversa de Sierra Madre que se encuentra al este. El

hipocentro estuvo a una profundidad de 15 kilómetros. Además, esta superficie de

falla atravesó la corteza y se introdujo un poco hacia la zona dúctil del manto, de

acuerdo al análisis de las réplicas registradas luego de varios meses.

Este sismo generó pérdidas económicas de por lo menos 505 millones de dólares,

ocasionando la muerte de 65 personas y 2000 heridos aproximadamente.

Figura 20. Colapso de una de las torres del hospital Olive View debido al sismo de

San Fernando en 1971. Tomado de

http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/states/events/1971_02_09_photos.php


75

Tasa de movimiento

Se adoptó una tasa de movimiento de 4 2 mm/año de acuerdo a Working

Group on California Earthquake Probabilities (1995).


El intervalo de recurrencia tiene un valor mínimo de 200 años (Working Group on

California Earthquake Probabilities, 1995) y un valor máximo de 2000 años (Fumal

et al., 1995).


76

5. FALLAS COLOMBIANAS ANALIZADAS

La complejidad tectónica de Colombia ha generado un gran número de fallas

geológicas de diferente tipo y una zona de subducción ubicada en la Costa

Pacífica. Gran parte de estas fallas han sido estudiadas por algunos autores que

han descrito las características geométricas de cada una de ellas.

A continuación se detallan brevemente las fallas geológicas colombianas utilizadas

para realizar la analogía geológica y sismológica con las fallas extranjeras. La

descripción de cada una se fundamenta en información geológica y sismológica

obtenida en investigaciones anteriores (Herrera, 2014; Herrera y Alfaro, 2014),

orientada al conocimiento de los mismos elementos analizados en las fallas

extranjeras descritas en el capítulo anterior que son la ubicación, geometría,

geología, geomorfología, catálogo sísmico, tasa de movimiento e intervalo de

recurrencia.

5.1 FALLA BUESACO

La Falla Buesaco pertenece al Sistema de Fallas Romeral (Paris et al., 2000). El

interés acerca del comportamiento de esta falla surgió porque a ella se atribuyó el

sismo ocurrido el 4 de marzo de 1995.

Los estudios realizados a esta falla consistieron en cartografía geológica básica y

reconocimiento tectónico en torno a la reactivación del volcán Galeras en el año

1988.


77

Ubicación

La Falla Buesaco se ubica en el departamento de Nariño en los alrededores de la

población de Buesaco, a 20 Km al noreste del volcán Galeras. Específicamente se

encuentra en la vertiente occidental de la Cordillera Central a 5 Km de la Falla de

Aranda (Figura 21 y Figura 22).

Figura 21. Ubicación Falla Buesaco.

Modificado de Paris et al. (2000).

Figura 22. Imagen de radar en un sector al NE del volcán Galeras, al norte de la

ciudad de Pasto. En el extremo inferior derecho se indica la dirección de la falla.

(Servicio Nacional de Geología y Minería, 2009)


78

Geometría



Tipo de movimiento: Destral

Buzamiento: Vertical, 73°W

Rumbo: N53°E

Geología

La Falla Buesaco pone en contacto dos tipos de rocas a lo largo de su trazo; al

oriente se encuentran rocas volcánicas (Andesita) y rocas oscuras sedimentarias

que probablemente se desarrollaron en una cuenca marginal durante el Cretácico

correspondientes a la Formación Quebradagrande; y al occidente de la falla se

encuentran rocas con bajo grado de metamorfismo como anfíbol, cuarcitas y

esquistos verdes y negros de la era Paleozoica (Murcia y Cepeda, 1984, 1991;

Nivia et al., 1996). Esta falla se encuentra cubierta casi en su totalidad por lavas y

depósitos de lahares y fluvioglaciares cuaternarios (Romero, 2002).

Geomorfología

El patrón de drenaje observado a lo largo de la zona de la Falla Buesaco presenta

un bajo nivel de integración y uniformidad, textura de media a gruesa y patrones

de uniformidad que indican grado alto de control estructural y tectónico (Romero,

2002).

La línea de falla en la superficie es clara. A lo largo de ella se encuentran escarpes

erosionados mirando hacia el SE o NW, lo que es característico de la fallas que

tienen comportamiento destral. Alrededor de la falla se encuentran depósitos del


79

Pleistoceno y Holoceno que presentan grandes deformaciones, entre las que se

encuentran trincheras naturales y valles (Romero, 1993).

De acuerdo a la nitidez de los rasgos neotectónicos se realizaron cálculos

morfométricos que permitieron calcular un desplazamiento horizontal acumulado

de aproximadamente 188 14 m; el desplazamiento vertical medido en terreno

varía entre 25 y 120 metros (Tibaldi y Romero, 2000).

Catalogo sísmico

A esta falla de le atribuye el llamado sismo de Pasto ocurrido el 4 de marzo de

1995.

Sismo de Pasto (04/03/1995)

El Sismo de Pasto fue de profundidad superficial (11 5 Km) y presentó una

magnitud de 5,2 grados; su epicentro fue a 20 kilómetros al noroeste de la ciudad

de Pasto. Este sismo dejó daños en la ciudad de Pasto, en los municipios de

Genoy y Mapachico, en la Vereda Danza, en la Aldea Chachatoy y en la vía Pasto

Sadoná. Los daños consistieron en averías estructurales a más de 200 viviendas

además de seis personas muertas y numerosos heridos.

Proceso de réplicas

El sismo de Pasto produjo varias réplicas debido a que fue un evento superficial.

Hasta el 31 de marzo el Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Pasto

registró un número de 140 réplicas con magnitudes entre 1,3 y 4,1 (Figura 23).


80

Las réplicas generadas por este sismo fueron una herramienta para identificar la

ubicación de la zona de ruptura de la falla.

Figura 23. Distribución de las magnitudes de las réplicas del Sismo de Pasto del 4

al 31 de Marzo de 1995 (Ingeominas, 1995)

Tasa de movimiento

De acuerdo a los estudios de Tibaldi y Romero (2000) basados en análisis

morfométricos de las geoformas tectónicas documentadas y la correlación de

éstas con depósitos fechados del volcán Galeras, se estableció una tasa de

movimiento de 1,48 ± 0,12 mm/año.


El intervalo de recurrencia de esta falla es desconocido.


81

5.2 FALLA COCORA

De acuerdo a los estudios realizados por el Ingeominas (Montes y Sandoval,

2001), la Falla Cocora es una falla de rumbo ubicada en el Batolito antioqueño.

Cuando la falla entra a la ciudad de Ibagué cambia su trayectoria y continúa hacia

el norte con el nombre de Falla de Ibagué. Sin embargo, los estudios realizados

por Page (1986) y por Paris (1998) consideran que la Falla Cocora hace parte de

la Falla de Ibagué.

Ubicación

La falla de Cocora se ubica en los departamentos de Quindío y Tolima al sur de la

ciudad de Ibagué, en la Cordillera Central (desde el sur de Corozal), por el cauce

del río Cocora.

Figura 24. Ubicación Falla Cocora (Ingeominas, 1998).


82

Geometría




Buzamiento: Vertical

Rumbo: N70°E

Geología

En la parte alta del Río Cocora la falla separa las rocas metamórficas del

Paleozoico (Esquistos Cuarcitas y Mármol) correspondientes al Batolito de Ibagué

al norte, del Plutón granodiorítico de edad Jura Triásica localizado en el sur. En la

parte baja del río Cocora la falla solamente se encuentra afectando rocas del

Batolito de Ibagué.

Geomorfología

La Falla Cocora constituye el alineamiento principal del valle del río Cocora y es

probablemente una falla de zócalo antigua. A lo largo de su trayectoria sobre el río

se presentan facetas triangulares y silletas de falla muy bien desarrolladas y con

alto grado de conservación.

Catalogo sísmico

Hasta el momento no se asocian sismos históricos a esta falla.

Tasa de movimiento

La tasa de movimiento de la Falla Cocora se considera moderada puesto que va

de 0,1 a 1 mm/año.


83


Se calcula un intervalo de recurrencia entre 1000 y 20000 años para un sismo de

magnitud máxima probable igual a 6,9.

5.3 FALLA CUCUANA

La Falla Cucuana es paralela a la Falla de Ibagué y se ubica hacia el sur de esta.

De acuerdo a Paris et al. (2000) esta falla es continua en sus 142 kilómetros de

longitud; sin embargo, en el catálogo del Ingeominas (Montes y Sandoval, 2001)

esta falla se divide en dos, la Falla Cucuana y la Falla Cucuana Este.

Ubicación

La Falla Cucuana inicia en la Cordillera Central y se extiende hasta la Cordillera

Oriental atravesando el Valle del Magdalena (Paris et al., 2000), como se muestra

en la Figura 25.

Figura 25. Ubicación Falla Cucuana

Modificado de Paris et al. (2000)


84

Geometría

Las características principales que definen la geometría de esta falla según Paris

et al. (2000) son:

Longitud: 142,1 kilómetros


Buzamiento: Vertical

Rumbo: N 67,9°E 6°

Geomorfología

A lo largo de la falla se existen características prominentes como lo son facetas

triangulares, drenajes desplazados, interfluvios desplazados y silletas de falla. La

sección oeste de la falla controla estructuralmente el Río Cucuana y la parte este

controla parte del río Magdalena (Montes y Sandoval, 2001).

Geología

La Falla Cucuana es una falla de rumbo cuyo movimiento es destral. La parte

oeste de la falla en la Cordillera Central cruza el Batolito de Ibagué que está

compuesto por rocas ígneas del Mesozoico y rocas metamórficas del Paleozoico.

La parte este en la Cordillera Oriental cruza depósitos sedimentarios y rellenos

volcánicos del valle del Río Magdalena (Paris et al., 2000).

Catalogo sísmico

A esta falla no se asocia ningún sismo histórico.

Tasa de movimiento

Se estima una tasa de movimiento entre 0,01 y 0,1 mm/año (Paris et al., 2000).


85


Para un sismo de magnitud máxima probable de 6,7 se estima un intervalo de

recurrencia de 600 a 6000 años (Paris et al., 2000).

5.4 FALLA IRLANDA

La Falla Irlanda comenzó a estudiarse luego de atribuírsele el sismo de Páez

ocurrido en el año 1994. Su definición se dio basado en la distribución de réplicas

y mecanismos focales. Esta falla está compuesta por dos tramos, sin embargo,

estos se consideran una única falla.

Los estudios realizados a esta falla consisten en reconocimientos preliminares de

campo, estudios morfotectónicos, estudios geotécnicos detallados y sondeos de

tipo geofísico y sismológico.

Ubicación

La Falla Irlanda se extiende a través del eje de la Cordillera Central en la cuenca

del Río Páez, al este de la ciudad de Popayán. En su recorrido atraviesa los

departamentos de Cauca y Huila.


86

Figura 26. Ubicación Falla Irlanda (Ingeominas, 1998).

Geometría


Longitud: 41 Km (Montes y Sandoval, 2001) a 54,7 Km (París, 2000).


Buzamiento: Vertical, 82° al suroeste

Rumbo: N23, 9°E 4°

Geología

Según Paris (1998), la Falla Irlanda comprende dos tramos con presencia del

fenómeno en échelon a lo largo de los trayectos; sin embargo, para efectos de

este estudio, estas fallas se consideran una sola debido a que se encuentran

unidas.


87

La Falla de Irlanda en su trazo atraviesa rocas ígneas y metamórficas que son

cubiertas de cenizas volcánicas y lapilli del periodo Cuaternario. En el norte, la

falla pone en contacto rocas del Batolito de la Palta con rocas Paleozoicas del

Complejo Cajamarca.

Geomorfología

A lo largo de la Falla Irlanda se observan expresiones geomorfológicas con

algunas obstrucciones como lo son escarpes degradados, riachuelos desviados y

drenajes alineados, entre otros, que se deben al control tectónico en la red de

drenaje. Estas expresiones son más notorias en la parte norte de la falla que

corresponde a la parte superior de la vertiente occidental del Río Páez, donde los

cauces mayores definen patrones rectangulares, angulares y localmente

contorneados.

Los principales elementos del paisaje (cauces e interflujos) ocurren en dos

direcciones muy marcadas. La primera al noreste que comprende los ríos La

María, San José y El Pisno; la línea de interfluvio principal que separa la cuenca

del Río Páez y la del Río Jambalo, y algunos de los cerros del páramo de Las

Moras. La segunda dirección es noreste y abarca los cauces de los ríos San

Vicente y Moras, la parte inferior del Río San José y el cauce principal del Río

Páez.

Catalogo sísmico

Como se nombró anteriormente, a la Falla Irlanda se le asocia el sismo de Páez

ocurrido el 6 de abril de 1994.


88

Sismo de Páez (06/06/1994)

De acuerdo al Boletín de Sismos - Junio de 1994 del Ingeominas y de la Red

Sismológica Nacional de Colombia (RSNC), este sismo tuvo una magnitud de 6,8

y se generó a una profundidad de 10 kilómetros. La longitud de ruptura

subsuperficial aproximada ocasionada por este sismo fue de 40 kilómetros y no

existen evidencias de una ruptura superficial.

El epicentro del sismo de Páez se localizó sobre el eje de la Cordillera Central, en

los límites de los departamentos de Cauca y Huila, específicamente al norte de

Dublín en la cuenca del Río Páez, a unos 10 kilómetros al suroeste de la cima del

Volcán Nevado del Huila (5750 msnm).

Los daños aducidos a este sismo fueron causados en su mayoría por la avalancha

del Río Páez, que se generó debido a que una gran masa de escombros, formada

la acumulación de material deslizado de los taludes como consecuencia del sismo,

fluyó por el cauce del río afectando las poblaciones ubicadas río abajo. Asimismo,

los deslizamientos producidos por el sismo ocasionaron destrucción de vías,

viviendas e infraestructura. En el área del epicentro se reportaron más de 600

viviendas destruidas y aproximadamente 2400 viviendas averiadas. De acuerdo a

las cifras oficiales existió más de un centenar de muertos, 400 desaparecidos y

28.000 damnificados.

Proceso de réplicas

El sismo de Páez generó numerosas réplicas debido a que fue un evento

superficial y de magnitud relativamente alta. Estas réplicas fueron de vital


89

importancia para identificar la ubicación de la zona de ruptura de la falla y otras

características de la misma.

Hasta el 30 de Junio se identificaron aproximadamente 800 réplicas con

magnitudes que variaron entre 1,8 y 4,8. En la Figura 27 se muestra la distribución

de las magnitudes de las réplicas de este sismo.

Figura 27. Distribución de las magnitudes de las réplicas del Sismo de Páez del 6

al 30 de Junio de 1994 (Ingeominas, 1994)

Los epicentros de las réplicas de magnitud mayor a 2,5 están distribuidos en su

mayoría a lo largo de una banda de 10 kilómetros de ancho y 40 kilómetros de

largo. La profundidad de estas réplicas fue menor a 10 kilómetros.

Tasa de movimiento

La tasa de movimiento para la Falla Irlanda es desconocida puesto que no se tiene

ninguna medida a lo largo de ella; sin embargo, se estima que puede ser menor a

0,2 mm/año.


90


El intervalo de recurrencia para esta falla es desconocido.

5.5 FALLA DE OCA

Es la falla más sobresaliente del norte de Colombia. En torno a ella varios autores

han realizado estudios entre los cuales se destacan Page (1986), Audemard,

(1993b, 1996, 2000, 2005, 2006), Paris et al. (2000) y Montes y Sandoval (2001).

De acuerdo a los estudios realizados por Page (1986) la Falla de Oca define la

margen norte de la Sierra Nevada de Santa Marta y constituye una zona

estructural prominente de 10 a 20 kilómetros de ancho que separa en general

rocas más antiguas hacia el sur de rocas del Cuaternario Tardío hacia el norte.

Aparentemente esta falla fue el límite entre las placas del Caribe y Suramérica

durante el Terciario.

Ubicación

La Falla de Oca se extiende al occidente a partir de las Islas Toas (al sur del Golfo

de Venezuela y norte de Maracaibo) hasta Colombia, al occidente de Santa Marta.

Cerca de la frontera con Venezuela la falla interrumpe la Sierra de Perijá y separa

la llanura costera de la Guajira en el norte del Valle de Guanábana y la Cuenca de

Maracaibo al sur (Page, 1986).


91

Figura 28. Ubicación Falla de Oca (Ingeominas, 1998).

Geometría


Longitud*: 250 Km (Page, 1986); 267 Km (Paris et al., 2000); 137 Km (Montes y

Sandoval, 2001).

Tipo de movimiento: Destral (Page, 1986; Paris et al., 2000; Montes y Sandoval,

2001).

Buzamiento: Desconocido, probablemente vertical a subvertical (Paris et al., 2000)

Rumbo: N 75° W (Page, 1986); N 85,1°W 7° (Paris et al., 2000).

*Esta longitud se refiere solo a la parte de la falla ubicada en Colombia.

Geología

La falla de la Oca es una falla de rumbo con movimiento destral que separa rocas

paleozoicas y mesozoicas pertenecientes al Macizo de Santa Marta de rocas

sedimentarias del Terciario y Cuaternario Tardío (Paris et al., 2000).


92

Geomorfología

A lo largo de la falla se evidencia una línea de ruptura muy prominente.

Localmente se presentan escarpes y terrazas del Cuaternario desplazadas en el

sureste de la ciudad de Riohacha (Paris et al., 2000).

Catalogo sísmico

De acuerdo a dos trincheras de exploración paleosismológica ejecutadas sobre las

fallas de Oca y Arcón (Venezuela), se confirmó la actividad sísmica Cuaternaria

que permitió estimar sismos máximos de magnitud 7,4 y 7,5 (Audemard, 1993).

A esta falla se asocia el sismo ocurrido el 22 de mayo de 1834; sin embargo, no

existe evidencia de la superficie de falla (Paris et al., 2000). A continuación se

amplía la información de dicho sismo.

Sismo de 1834 (22/05/1834)

De acuerdo a Ramírez (1975), la ciudad de Santa Marta fue afectada por sismos

desde el 8 al 25 de mayo de 1834, de los cuales el más fuerte fue el del día 22 de

mayo que tuvo una réplica importante el día 24 de mayo. Lo anterior teniendo en

cuenta los testimonios de Gustavo Arboleda y José C. Alarcón que se muestran a

continuación:

Así lo describe Gustavo Arboleda: “Se repitieron del 8 al 25 y pasaron de medio

centenar; se sintieron con mayor intensidad en Santa Marta. El más fuerte fue el

del día 22 que destruyó algunos edificios de aquella ciudad y tumbó el último

cuerpo de la cúpula de la catedral. En Cartagena también ocasionó algunos


93

daños. Los samarios, alarmados con la frecuencia de los temblores, estuvieron

muchos días acampando en las plazas públicas y al pie de los árboles.”

Alexis Perrey lo resume así: “El terremoto del 22 de mayo a las 2 de la

madrugada. La tierra estuvo temblando por algunos días y la gente viviendo

debajo de los árboles y en las plazas. El temblor del día 22, que fue de los más

fuertes, derribó el último cuerpo de la cúpula de la catedral. No hubo que lamentar

la pérdida de ninguna vida”.

Tasa de movimiento

Se estableció una tasa de movimiento de 0,2 a 0,8 mm/año cerca de Sinamaica en

Venezuela (Page 1986).


De acuerdo a los estudios de Audemard (1993), el intervalo de recurrencia se

encuentra entre 1900 y 4300 años, para sismos de magnitud máxima de 7,4 y 7,5.

Paris et al. (2000) estima un intervalo de recurrencia menor a 10000 años.

5.6 FALLA POTRERILLOS

Esta falla es registrada en el catálogo de fallas activas de Colombia del

Ingeominas (Montes y Sandoval, 2001) en donde se considera como una falla

potencialmente activa.


94

Ubicación

La Falla Potrerillos se encuentra en el Departamento de Risaralda, al suroeste de

la ciudad de Pereira, continuando hacia la Pradera (Valle).

Figura 29. Ubicación Falla Potrerillos (Ingeominas, 1998).

Geometría


Longitud: 23 Km.

Tipo de movimiento: Inverso sinestral

Buzamiento: 70° E

Rumbo: N35°E

Geomorfología

La falla presenta una expresión geomorfológica bien definida, con rasgos notorios

de actividad neotectónica como lo son drenajes deflectados, escarpe de falla,

silleta de falla, basculamineto y depósitos cuaternarios desplazados y represados

(Montes y Sandoval, 2001).


95

Geología

La Falla Potrerillos es de tipo inversa y presenta dos segmentos llamados

Orinoquito y La Tigrera. Esta falla es paralela a la Falla de Montenegro y parece

continuar con segmentos de la Falla de Quebradanueva. A lo largo de ella se

presentan abanicos coluvio-aluviales con un salto cercano a los 10 metros. Esta

falla causa un truncamiento del sinclinal de Miravalles (Montes y Sandoval, 2001).

Catalogo sísmico

No se ha asociado ningún sino histórico a esta falla.

Tasa de movimiento

Se estima que la tasa de movimiento es de 0,1 a 1 mm/año


Se estima que el intervalo de recurrencia es de 1000 a 3000 años para un sismo

de magnitud máxima probable de 6.2.

5.7 FALLA DE SIBUNDOY

De acuerdo a la USGS, la Falla de Sibundoy pertenece al Sistema de Fallas

Oriental Frontal. Esta falla es probablemente la extensión hacia el sur de la Falla

de Suaza y/o una extensión hacia el norte de la Falla de Afiladores. De las fallas

presentes en el Valle de Sibundoy esta es la más investigada debido a su grado

de actividad y su influencia en ciudades como Putumayo y Pasto.


96

Los estudios realizados sobre esta falla consisten en trabajos generales de campo

de neotectónica y morfotectónica realizados al Valle de Sibundoy.

Ubicación

La Falla Sibundoy se ubica en los departamentos de Putumayo y Nariño al este de

la ciudad de Pasto, en la Cordillera Oriental cerca a las poblaciones de San

Francisco y Sibundoy.

Figura 30. Ubicación Falla Sibundoy (Ingeominas, 1998).

Geometría


Longitud: 50 A 58,5 Km.


Buzamiento: Vertical. En algunos lugares la falla buza al oeste.

Rumbo: N44, 5°E 9°


97

Geología

Al oeste de este lineamiento se encuentran rocas cretácicas y al oriente rocas

precámbicas que se ponen en contacto debido al trazo de la falla.

Geomorfología

La Falla Sibundoy es la que origina la cuenca de tracción del Valle del Sibundoy.

La falla presenta una notable expresión topográfica con una marcada línea de falla

muy bien definida con escarpes degradados en casi todo su trazo.

Catalogo sísmico

A pesar de no haberse encontrado una superficie de falla asociada, a esta falla se

le atribuye el sismo ocurrido el 20 de Enero de 1834 llamado sismo de Sibundoy.

La magnitud de este sismo no está registrada debido a que ocurrió en la era pre-

instrumental; sin embargo, se estima que su magnitud está entre VII y VIII en la

Escala de Intensidad de Mercalli Modificada debido a los registros realizados por

los señores Gustavo Arboleda y Alexis Perrey, entre otros (Ramírez, 1975).

Así lo describe Gustavo Arboleda: “Bajo auspicios nada favorables se inició el año

1834, pues el 20 de Enero a las siete de la mañana fue poco menos convertida en

ruinas la ciudad de Pasto, por un terremoto cuyas violentas sacudidas duraron

varios días. Por la misma causa quedó destruida la ciudad de Almaguer de

Popayán y también el pueblo de Santiago de Sibundoy (…) Entre los edificios que

en Pasto se fueron a tierra se contaban cinco conventos con sus respectivas

iglesias, tres templos más y el colegio de San Agustín. En toda la Región

comprendida entre Almaguer y Tulcán no hubo iglesia que no experimentase


98

daños de consideración o quedase en ruinas. El terremoto se sintió por el norte

hasta Bogotá y por el sur hasta Ibarra. El foco del fenómeno, según informe del

gobernador de Pasto, estaba en la Cordillera Oriental, hacia las fuentes del

Caquetá y Putumayo”

Alexis Perrey lo resume así: “El 20 de Enero a las 8 de la mañana, un temblor

espantoso tuvo lugar en la Nueva Granada. Santiago fue destruido. Una extensión

del territorio de tres leguas de longitud y dos de anchura despareció con la selva

que la cubría. Todos los árboles fueron arrancados de raíz. La superficie

presentaba el aspecto de terreno de piedras y arena. (…) Las sacudidas, que

duraron 24 horas, fueron sentidas a 200 leguas al norte en las orillas del

Magdalena y una en las Antillas. Este temblor fue espantoso en Pasto (…)”

Tasa de movimiento

La tasa de movimiento se estimó de 1 a 5 mm/año basado en el estado de

preservación de los accidentes geográficos del Cuaternario; sin embargo, hay gran

incertidumbre en este dato.


El intervalo de recurrencia de sismos en esta falla es desconocido.

5.8 FALLA VIANI

La Falla de Viani ha sido registrada en los catálogos del USGS (Paris et al., 2000)

y del Ingeominas (Montes y Sandoval, 2001).


99

Ubicación

La Falla Viani se encuentra localizada en el departamento de Cundinamarca en el

oeste de la Cordillera Oriental (Paris et al., 2000), al norte de la ciudad de Bogotá.

Figura 31.Ubicación Falla Viani (Paris et al., 2000).

Geometría


Longitud: 39,6 Km (Paris et al., 2000); 36 Km (Montes y Sandoval, 2001).

Tipo de movimiento: Inverso con componente destral (Paris et al., 2000); destral


Buzamiento: Probablemente bajo hacia el sureste (Paris et al., 2000); vertical


Rumbo: N 55,5°E 15° (Paris et al., 2000); N60°E (Montes y Sandoval, 2001).


100

Geología

Esta falla de rumbo con movimiento destral desplaza las rocas del Cretáceo.

Asimismo, es transversal a las principales estructuras del Magdalena como lo son

las fallas del Alto del Trigo, Bituima y Cambao.

Geomorfología

A lo largo de la falla se evidencian escarpes degradados, silletas de falla, drenajes

alineados y riachuelos deflectados.

Catalogo sísmico

No se asocian sismos históricos a esta falla.

Tasa de movimiento

De acuerdo a datos morfológicos y neotectónicos se establece una tasa de

movimiento entre 0,01 y 0,1 mm/año (Paris et al., 2000).


Paris et al. (2000) establece un intervalo de recurrencia de 10000 a 100000 años

para un sismo de magnitud estimada de 7,2. Sin embargo, el estudio realizado por

Montes y Sandoval (2001) indica un intervalo de recurrencia de 30000 a 50000

años para un sismo de magnitud máxima probable de 6,5.


101

6. RESULTADOS

En este apartado se presentan los resultados obtenidos de las analogías que

hacen parte de la metodología propuesta en este estudio, desde los puntos de

vista geológico y sismológico.

6.1 ANALOGÍA GEOLÓGICA

La analogía geológica, como se mencionó anteriormente, se apoya en las

similitudes presentes entre las fallas geológicas extranjeras y las colombianas,

tanto en el tipo de movimiento como en la longitud y el buzamiento de las mismas.

Basado en los catálogos principales que existen en Colombia (Page, 1986; Paris

et al., 2000; Montes y Sandoval, 2001) acerca de la caracterización de fallas

geológicas, a continuación se presentan los resultados de la correlación entre las

fuentes desde el punto de vista geológico, resumida en la Tabla 1.

PARÁMETRO FALLA BIEN

DOCUMENTADA

FALLA COLOMBIANA

ISA e INTEGRAL

Ltda. (Page, 1986)

USGS (Paris et al., 2000)

INGEOMINAS (Montes y Sandoval,

2001)

Analogía 1

Nombre Borrego Mountain - Viani Viani

Estado/ Departamento

California - Cundinamarca Cundinamarca

Tipo Rumbo dextral - Inversa dextral Rumbo dextral

Longitud (km) 34 - 39,6 36

Buzamiento 80°NE - Hacia el SE 90°


102


DOCUMENTADA

FALLA COLOMBIANA

ISA e INTEGRAL

Ltda. (Page, 1986)



2001)

Tasa de movimiento

1 - 5 mm/año - 0,01 - 0,1 mm/año

0,01 - 0,1 mm/año


175 años - 10 - 100 kyr 30000-50000

años

Sismo Asociados

Año/Magnitud 1968/6,6 - - -

Observaciones La Falla Viani es catalogada como

potencialmente activa (Montes y Sandoval, 2001)

Analogía 2

Nombre Camp Rock - Buesaco -


California - Nariño -

Tipo Rumbo dextral - Rumbo dextral -

Longitud (km) 30 - 29 -

Buzamiento 90° - Vertical y W -

Tasa de movimiento

0,2 - 1,0 mm/año - 1 - 5 mm/año -


5 - 7 kyr - Desconocido -

Sismo Asociados

Año/Magnitud 1992/7,3 - 1995/6,1 -

Observaciones

Tibaldi y Romero (2000) mencionan un buzamiento de 73°NW y una tasa de

movimiento de 1,48 ± 0,12 mm/año para la Falla Buesaco.

Analogía 3

Nombre Coyote Creek - Irlanda Irlanda


California - Cauca - Huila Cauca - Huila

Tipo Rumbo dextral - Rumbo dextral Rumbo dextral

Longitud (km) 44 - 54,7 41

Buzamiento 90° - 90° Vertical a 82°

SE


103


DOCUMENTADA

FALLA COLOMBIANA

ISA e INTEGRAL

Ltda. (Page, 1986)



2001)

Tasa de movimiento

1 - 5 mm/año - <0,2 mm/año -


175 (+158, -95) años

- - -

Sismo Asociados

Año/Magnitud 1969/5,8 - 1994/6,4 1994/6,4

Analogía 4

Nombre Emerson - Sibundoy Sibundoy


California - Putumayo -

Nariño Putumayo -

Nariño


Longitud (km) 61 - 58,5 50

Buzamiento 90° - Vertical con componente alto al oeste

Oeste

Tasa de movimiento

0.2 - 1.0 mm/año - 1,0 - 5,0 mm/año

-


7.4 - 12 kyr - - -

Sismo Asociados

Año/Magnitud 1992/7,3 - 1834 1834

Analogía 5

Nombre Owens Valley Oca Oca Oca


California Guajira Guajira Guajira

Tipo Rumbo dextral Rumbo

dextral Rumbo dextral Rumbo dextral

Longitud (km) 118 250 267 137

Buzamiento 80°+-15° NE-E - - -

Tasa de movimiento

De 1 a 5 mm/año - 0,2 - 1

mm/año 0,01 - 1 mm/año


3,3 - 9,2 kyr - - -

Sismo Asociados

1872/7,5 - 1833 -


104


DOCUMENTADA

FALLA COLOMBIANA

ISA e INTEGRAL

Ltda. (Page, 1986)



2001)

Año/Magnitud

Observaciones De acuerdo a Audemard (1996) el buzamiento de la Falla de Oca varía a lo largo de la misma

de 76°N a 70°S

Analogía 6

Nombre San Fernando - - Potrerillos


California - - Risaralda

Tipo Inversa sinestral - - Inversa sinestral

Longitud (km) 23 - - 23

Buzamiento 40° NE - - 70°E

Tasa de movimiento

5 mm/año - - 0,1 - 1 mm/año


- - - 1000 a 3000

años

Sismo Asociados


Observaciones La Falla Potrerillos es catalogada como

potencialmente activa (Montes y Sandoval, 2001).

Analogía 7

Nombre Shelter Cove - Cucuana Cucuana


California - Tolima Tolima


Longitud (km) 138 - 142,1 54

Buzamiento 90° - Vertical Vertical

Tasa de movimiento

14 mm/año - <0,2 mm/año 0,1 - 1 mm/año


- - 600 - 6000

años -

Sismo Asociados



105


DOCUMENTADA

FALLA COLOMBIANA

ISA e INTEGRAL

Ltda. (Page, 1986)



2001)

Analogía 8

Nombre Superstition Hills - Cocora Cocora


California - Quindio - Tolima

Quindio - Tolima


Longitud (km) 38 - 37 37

Buzamiento 90° - 90° 90°

Tasa de movimiento

1 - 5 mm/año - 0,1 - 1

mm/año 0,1 - 1 mm/año


250 (+400, -133) años

- 1000 - 20000

años 1000 - 20000

años

Sismo Asociados


Tabla 1. Analogía geológica entre fallas colombianas y fallas extranjeras bien

documentadas.

6.2 ANALOGÍA SISMOLÓGICA

La analogía sismológica se realiza con el fin de calcular y comparar la magnitud

máxima probable de un sismo tanto para las fallas extranjeras como para las fallas

colombianas. Como se mencionó anteriormente, este valor se determina mediante

los parámetros a y b de la ley de recurrencia Gutenberg-Richter, los cuales son

calculados con los registros sísmicos presentes dentro de un rectángulo de 60

kilómetros de ancho que representa el área de influencia de la falla.


106


bien documentadas.

En este apartado se presenta para cada falla extranjera, los sismos encontrados

dentro del área aferente seleccionada y los parámetros Gutenberg-Richter

calculados.

Falla Shelter Cove

Figura 32. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Shelter Cove.

DATOS SÍSMICOS

n 53

t (años) 47

Tasa (n/t) 1,12

Tabla 2. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Shelter Cove.


107

Figura 33. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Shelter Cove.

PARÁMETROS GUTENBERG-RICHTER

a 3,738

b 0,4997

Mu 7,5

Tabla 3. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Shelter Cove.

Falla Borrego Mountain

Figura 34. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Borrego Mountain.


108

DATOS SÍSMICOS

n 93

t (años) 72

Tasa (n/t) 1,29

Tabla 4. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Borrego

Mountain.

Figura 35. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Borrego Mountain.


a 4,6778

b 0,67

Mu 7,0

Tabla 5. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Borrego Mountain.


109

Falla Coyote Creek

Figura 36. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Coyote Creek.

DATOS SÍSMICOS

n 25

t (años) 45

Tasa (n/t) 0,55

Tabla 6. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Coyote Creek.

Figura 37. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Coyote Creek.


110


a 2,9974

b 0,4153

Mu 7,2

Tabla 7. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Coyote Creek.

Falla Superstition Hills

Figura 38. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Superstition Hills

DATOS SÍSMICOS

n 79

t (años) 62

Tasa (n/t) 1,27

Tabla 8. Datos utilizados para el análisis sismológico, Falla Superstition Hills.


111

Figura 39. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Superstition Hills.


a 5,4508

b 0,8401

Mu 6,5

Tabla 9. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Superstition Hills.

Falla Emerson

Figura 40. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Emerson.


112

DATOS SÍSMICOS

n 28

t (años) 62

Tasa (n/t) 0,45

Tabla 10. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Emerson.

Figura 41. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Emerson.


a 3,2926

b 0,4574

Mu 7,2

Tabla 11. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Emerson.


113

Falla Camp Rock

Figura 42. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Camp Rock.

DATOS SÍSMICOS

n 36

t (años) 61

Tasa (n/t) 0,59

Tabla 12. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Camp Rock.

Figura 43. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Camp Rock.


114


a 3,3611

b 0,4719

Mu 7,1

Tabla 13. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Camp Rock.

Falla Owens Valley

Figura 44. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Owens Valley.

DATOS SÍSMICOS

n 47

t (años) 47

Tasa (n/t) 1,0

Tabla 14. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Owens Valley.


115

Figura 45. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Owens Valley.


a 3,7819

b 0,5317

Mu 7,1

Tabla 15. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Owens Valley.

Falla San Fernando

Figura 46. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla San Fernando.


116

DATOS SÍSMICOS

n 86

t (años) 47

Tasa (n/t) 1,82

Tabla 16. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla San Fernando.

Figura 47. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla San Fernando.


a 4,3116

b 0,5909

Mu 7,3

Tabla 17. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla San Fernando.


colombianas.

En este apartado se presenta para cada falla colombiana, los sismos encontrados

dentro del área aferente seleccionada y los parámetros Gutenberg-Richter

calculados.


117

Falla Buesaco

Figura 48. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Buesaco.

DATOS SÍSMICOS

n 15

t (años) 43

Tasa (n/t) 0,34

Tabla 18. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Buesaco.

Figura 49. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Buesaco.


118


a 2,9716

b 0,4721

Mu 6,3

Tabla 19. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Buesaco.

Falla Cocora

Figura 50. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Cocora.

DATOS SÍSMICOS

n 5

t (años) 29

Tasa (n/t) 0,17

Tabla 20. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Cocora.


119

Figura 51. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Cocora.


a 2,1679

b 0,3185

Mu 6,8

Tabla 21. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Cocora.

Falla Cucuana

Figura 52. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Cucuana.


120

DATOS SÍSMICOS

n 20

t (años) 45

Tasa (n/t) 0,44

Tabla 22. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Cucuana.

Figura 53. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Cucuana.


a 2,9833

b 0,4243

Mu 7,0

Tabla 23. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Cucuana.


121

Falla Irlanda

Figura 54. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Irlanda.

DATOS SÍSMICOS

n 18

t (años) 37

Tasa (n/t) 0,48

Tabla 24. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Irlanda.

Figura 55. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Irlanda.


122


a 3,1742

b 0,4855

Mu 6,5

Tabla 25. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Irlanda.

Falla de Oca

Figura 56. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla de Oca.

DATOS SÍSMICOS

n 7

t (años) 45

Tasa (n/t) 0,15

Tabla 26. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla de Oca.


123

Figura 57. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla de Oca.


a 2,7739

b 0,4835

Mu 5,7

Tabla 27. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla de Oca.

Falla Potrerillos

Figura 58. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Potrerillos.


124

DATOS SÍSMICOS

n 12

t (años) 18

Tasa (n/t) 0,66

Tabla 28. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Potrerillos.

Figura 59. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Potrerillos.


a 3,0827

b 0,5019

Mu 6,1

Tabla 29. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Potrerillos.


125

Falla Sibundoy

Figura 60. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Sibundoy.

DATOS SÍSMICOS

n 13

t (años) 28

Tasa (n/t) 0,46

Tabla 30. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Sibundoy.

Figura 61. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Sibundoy.


126


a 2,6685

b 0,3986

Mu 6,7

Tabla 31. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Sibundoy.

Falla Viani

Figura 62. Sismos encontrados en el área aferente de la Falla Viani.

DATOS SÍSMICOS

n 6

t (años) 33

Tasa (n/t) 0,18

Tabla 32. Datos utilizados para el análisis sismológico de la Falla Viani.


127

Figura 63. Ley de recurrencia Gutenberg-Richter para la Falla Viani.


a 4,8221

b 0,9833

Mu 4,9

Tabla 33. Parámetros sísmicos Gutenberg-Richter para la Falla Viani.

6.2.3 Resultados de la analogía sismológica

Los datos obtenidos en el cálculo de la magnitud máxima probable de un sismo,

para las fallas bien documentadas y las fallas colombianas, fueron utilizados para

realizar la analogía entre las fuentes sismogénicas con el fin de complementar la

información sismológica existente en Colombia y aplicar este conocimiento en los

estudios de amenaza sísmica regional y local del país. La Tabla 34 muestra un

resumen de los resultados obtenidos en la analogía sismológica.


128

LONGITUD

(Km)TIPO BUZ. a b n Tasa Mu

LONGITUD

(Km)TIPO BUZ. a b n Tasa Mu

1 34Rumbo-

destral80°E 4,6778 0,67 93 1,29 7,0 36

Rumbo-

destral90° 4,8221 0,9833 6 0,18 4,9

2 30Rumbo-

destral90° 3,3611 0,4719 36 0,59 7,1 29

Rumbo-

destral90° 2,9716 0,4721 15 0,34 6,3

3 44Rumbo-

destral90° 2,9974 0,4153 25 0,55 7,2 41

Rumbo-

destral90° 3,1742 0,4855 18 0,48 6,5

4 61Rumbo-

destral90° 3,2926 0,4574 28 0,45 7,2 58,5

Rumbo-

destral90° 2,6685 0,3986 13 0,46 6,7

5 118Rumbo-

destral80° ± 15° E 3,7819 0,5317 47 1,00 7,1 137

Rumbo-

destral90° 2,7739 0,4835 7 0,15 5,7

6 23Inversa-

sinestral40° E 4,3116 0,5909 86 1,82 7,3 23

Inversa-

sinestral70° E 3,0827 0,5019 12 0,66 6,1

7 138Rumbo-

destral90° 3,738 0,4997 53 1,12 7,5 142,1

Rumbo-

destral90° 2,9833 0,4243 20 0,44 7,0

8 38Rumbo-

destral90° 5,4508 0,8401 79 1,27 6,5 37

Rumbo-

destral90° 2,1679 0,3185 5 0,17 6,8

Borrego Mountain Viani

Camp Rock Buesaco

Coyote Creek Irlanda

Emerson Sibundoy

Superstition Hills Cocora

Shelter Cove Cucuana

Owens Valley Oca

San Fernando Potrerillos

PARÁMETROS SÍSMICOSCARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS PARÁMETROS SÍSMICOS

ANALOGÍAFALLA BIEN

DOCUMENTADA

CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS

FALLA COLOMBIANA

Tabla 34. Analogía sismológica entre fallas colombianas y fallas extranjeras bien documentadas.


129

7. CONCLUSIONES

La metodología propuesta en este estudio permitió realizar una analogía

entre fallas geológicas extranjeras y colombianas basada en la

caracterización geológica y sismológica de las mismas, obteniendo como

resultado una perspectiva más acertada hacia el conocimiento de la

amenaza sísmica en las zonas donde se localizan las fuentes

sismogénicas.

Las similitudes entre los rasgos geológicos encontrados en las fallas

estudiadas posibilitó correlacionar una falla bien documentada con una falla

colombiana, respectivamente, obteniendo así ocho analogías que son: la

Falla Borrego Mountain con la Falla Viani, la Falla Camp Rock con la Falla

Buesaco, la Falla Coyote Creek con la Falla Irlanda, la Falla Emerson con la

Falla Sibundoy, la Falla Owens Valley con la Falla de Oca, la Falla San

Fernando con la Falla Potrerillos, la Falla Shelter Cove con la Falla

Cucuana y la Falla Superstition Hills con la Falla Cocora.

La comparación entre fallas colombianas y extranjeras desde el punto de

vista sismológico presenta buenos valores para correlacionarlas a pesar de

que el número de eventos en algunas fallas sea escaso.

El estudio probabilístico de la ocurrencia de sismos evidencia que su

distribución en función de la magnitud, dentro de un área aferente a una

falla geológica, obedece a la ley de Gutenberg-Richter.


130

Los valores del parámetro b, tanto para las fallas colombianas como para

las fallas extranjeras, se encuentran dentro del rango 0,30<b<1.

Las áreas aferentes a las fuentes sismogénicas bien documentadas

corresponden a regiones donde se han producido sismos fuertes a muy

fuertes cuya magnitud Mw varía entre 6,0 y 7,9.

Las zonas de falla correspondientes a las fuentes sismogénicas

colombianas conforman sectores donde también se han presentado sismos

fuertes (6,0<Mw<6,9), a excepción de las fallas Viani y Oca, cuyos valores

de Mw registran sismos débiles y moderados, respectivamente.

Los valores obtenidos del parámetro b ratifican la actividad sísmica de gran

tamaño que se ha presentado en las zonas aferentes a las fallas geológicas

objeto de este estudio, lo cual implica que existe una distribución uniforme

de los esfuerzos en el entorno, y por ende, una mayor resistencia a las

tensiones, originando la concentración de los esfuerzos y la disminución de

una actividad sísmica de menor magnitud.

La caracterización sismológica de las fuentes sismogénicas colombianas

mediante la ley de recurrencia Gutenberg-Richter y su correlación con fallas

geológicas extranjeras permitieron identificar que los sismos asociados a

las fuentes pueden exceder un determinado valor de magnitud (Mu). Por tal

razón, estos resultados permiten ser utilizados para análisis de amenaza

sísmica, orientados a la evaluación de desastres ocasionados por sismos

de una magnitud definida o mayor en un sitio determinado, así como para

estudios de completitud de los catálogos sísmicos en Colombia.


131

8. RECOMENDACIONES

La metodología utilizada no presenta restricciones en su aplicabilidad para

el territorio colombiano, por lo cual se recomienda el uso de la misma para

los estudios detallados de amenaza sísmica, teniendo en cuenta que las

fallas geológicas colombianas pueden tener buena correspondencia, desde

el punto de vista geológico y sismológico, con otras fallas bien

documentadas pertenecientes a varias regiones del mundo.

Para obtener un mayor porcentaje de confiabilidad en la caracterización de

fuentes sismogénicas, desde el punto de vista sismológico, se recomienda

utilizar la mayor cantidad de registros sísmicos de buena calidad existentes

dentro del área aferente a la falla geológica analizada.

Teniendo en cuenta que las regiones que enmarcan las fallas colombianas

estudiadas han presentado sismos fuertes (con magnitudes entre 6 y 7), se

recomienda realizar, paralelo al análisis de amenaza sísmica, una

evaluación del riesgo en estas zonas debido a que, por cuanto la

vulnerabilidad está en constante aumento, el riesgo también aumenta en

estos lugares del país.

Se recomienda el uso del catálogo de eventos del International

Seismological Centre (ISC) para la búsqueda de los sismos que se

requieran conocer en un área determinada, debido a que corresponde a

una base de datos mundial que ha sido aceptada como la más confiable a

nivel internacional por presentar datos más robustos.


132

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ANEXOS

(Ver carpeta ‘ANEXOS’)

PROPUESTA METODOLÓGICA PARA LA COMPLEMENTACIÓN DE ...

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