Fuentes Sismogénicas.docx

Fuentes sismogénicas Los sismos llamados tectónicos son aquellos producidos por rupturas de grandes dimensiones en la zona de contacto entre placas tectónicas (sismos interplaca) o bien en zonas internas de éstas (sismos intraplaca). Aunque su origen no está del todo claro, existe una tercera categoría llamada Batisismos, la cual se caracteriza por ser un sismo tectónico que el hipocentro se encuentra localizado a enormes profundidades (300 a 700 kilómetros), fuera ya de los límites de la litosfera. Japón estuvo asociado originalmente a la costa este del continente eurasiático. Las placas se subdujeron, siendo más profundas que la placa Euroasiática. Estos procesos geológicos tiraron a Japón hacia el este, originado la apertura del Mar del Japón o Mar del Diablo, hace alrededor 15 millones de años y dando lugar a una cuenca submarina de trasarco. El Estrecho de Tartaria y el Estrecho de Corea fueron abiertos mucho más adelante. Las colisiones entre estas placas y su posterior hundimiento generaron los arcos de islas de las Kuriles y de Sajalin-Hokkaidô (al norte), el arco de Honshû, que conecta Kyūshū, Shikoku, Honshû y la porción oeste de Hokkaidô (en el centro), y los arcos de las Ryûkyû e IzuOgasawara (en el sur). El territorio japonés, por sus condiciones naturales, tiene un alto índice de riesgos: abundancia de fenómenos sísmicos y más de una treintena de volcanes activos. Las violencias climáticas no son menores. Al paso anual de los tifones por las regiones suroccidentales hay que añadir las intensas lluvias monzónicas, las nevadas de la costa occidental y su posterior fusión originando inundaciones. Junto a los terremotos, los volcanes son otro de los peajes naturales que han de pagar los japoneses por el hecho de que su país se encuentre en el arco del Cinturón de Fuego. Pero también son una atracción para el turismo mundial. Los abundantes lagos que se esparcen en las cercanías de los volcanes y de las cadenas montañosas de origen volcánico muchas veces fueron creados de la noche a la mañana por el estancamiento de ríos que vieron interrumpido su camino por la lava. Actualmente, en Japón se puede observar el 10% de los volcanes activos del mundo.Precisamente, una de las regiones que incita el interés del turista es en la isla de Kyushu, la llamada tierra de los volcanes. Kyushu fue la primera isla en ser habitada por los pueblos procedentes de la península de Corea, a principios de la era cristiana. La región cuenta con importantes y conocidos volcanes activos como Aso, en la provincia de Kumamoto, o Kuju, en la provincia de Oita, pero la imagen del volcán de Sakurajima, en Kagoshima, remite inevitablemente a algo más recóndito, inaccesible y, de algún modo, primitivo. En días tranquilos el volcán de Sakurajima parece reposar plácido sobre el agua, pero la espesa humareda blanca que resopla desde su cráter anuncia sin tregua el fuego de sus entrañas. Cada año se registran en Sakurajima unas 200 erupciones de pequeña intensidad. La última gran erupción tuvo lugar en 1914, en el año 3 de la era Taisho según el calendario imperial.

Volcanes de Japón

Marco sismotectónico Los sismos llamados tectónicos son aquellos producidos por rupturas de grandes dimensiones en la zona de contacto entre placas tectónicas (sismos interplaca) o bien en zonas internas de éstas (sismos intraplaca). Aunque su origen no está del todo claro, existe una tercera categoría llamada Batisismos, la cual se caracteriza por ser un sismo tectónico que el hipocentro se encuentra localizado a enormes profundidades (300 a 700 kilómetros), fuera ya de los límites de la litosfera. Japón es uno de los países del mundo con mayor número de terremotos , siendo uno de los riesgos naturales más devastadores. Suelen localizarse en la zona costera del archipiélago a lo largo de la costa del Pacífico. Las islas de Japón se ubican en una de las zonas geológicamente

más inestables y complejas del planeta. En general, es un país altamente sísmico gracias a su ubicación en el Cinturón de Fuego del Pacifico. En Japón se han presentado 5 importantes terremotos en los últimos 15 años. El grupo insular nipón es, sobre todo, el resultado de continuos e inmensos movimientos oceánicos que ocurrieron durante centenares de millones de años desde mediados del Período Silúrico hasta el Pleistoceno. Este proceso fue como resultado de la subducción tectónica de la placa Filipina y la placa Pacífica debajo de las continentales placa Euroasiática y placa Norteamericana. La mayor parte del territorio terrestre está asentado sobre la placa de Ojotsk, ubicándose su línea de fricción y ruptura con la placa Euroasiática (sector también conocido como placa Amuria) al centro-sur de la isla de Honshū, a la altura del nudo montañoso y valle de la Fosa Magna.

Placas tectónicas en Japón El resto del territorio japonés se encuentra en la segunda placa mencionada. Mientras tanto, el arco de las islas Ryūkyū se encuentran al borde de la placa Filipina. Por otro lado, la unión de la placa Filipina, la placa Euroasiática y la placa de Ojotsk ocurre en las cercanías del Monte Fuji o Fujiyama, convergencia con un alto potencial sísmico y vulcanológico. Esta compleja distribución, origina profundas y extensas fosas oceánicas, especialmente en la costa pacífica del archipiélago. Destaca en particular la Fosa de Japón, de 9000 mts de profundidad, originada por una falla con borde convergente por subducción. El terremoto del 11 de marzo de 2011 de magnitud 9.1, con epicentro cerca de la costa noreste de Honshu, Japón, tiene lugar en una falla de tipo compresivo en, o en las proximidades de la zona de subducción entre las placas Pacífica y Norteamericana. A la latitud de este terremoto, la placa Pacífica se mueve aproximadamente en dirección oeste a una velocidad de 83 mm/año con respecto a la placa Norteamericana y comienza su descenso hacia el oeste bajo Japón en la Fosa de Japón. Algunos autores dividen esta región en distintas microplacas, las cuales en conjunto definen el movimiento relativo entre las grandes placas Pacífica, Norteamericana y Euroasiática; entre estas se incluyen las microplacas de Okhotsk y Amur que forman parte respectivamente de las placas Norteamericanas y Euroasiática. El terremoto del 11 de marzo fue precedido por una serie de grandes premonitores durante los dos días anteriores, comenzando por el sismo del 9 de marzo de M 7.2 a unos 40 km del terremoto del 11 de marzo y continuando con tres eventos mayores de M 6 ese mismo día. En la zona de subducción en la Fosa de Japón se han producido 9 eventos de magnitud igual o

mayor que 7 desde 1973. El mayor de ellos fue un terremoto en diciembre de 1994 de M 7.8, aproximadamente 260 km al norte del terremoto ocurrido el 11 de marzo, produciendo 3 muertos y casi 700 heridos. En junio de 1978, un terremoto de M 7.7 con epicentro 35 km al suroeste, ocasionó 22 muertes y más de 400 personas heridas. Otros grandes terremotos han ocurrido en la misma zona de subducción en 1611, 1896 y 1933 produciendo devastadores tsunamis en la costa de Sanriku, en el océano Pacífico al noreste de Japón. Esta línea de costa es particularmente vulnerable a las olas de los tsunamis debido a las numerosas y profundas bahías, las cuales amplifican estas olas dando lugar a grandes inundaciones. El terremoto de M 7.6 de 1896 provocó olas de tsunami de hasta 38 m causando 22.000 víctimas. El sismo de M 8.6 del 2 de marzo de 1933, produjo olas de tsunami de hasta 29 m en la costa de Sanriku y ocasionó más de 3000 víctimas. El terremoto del 11 de marzo de 2011 ha sido una catástrofe fuera de lo normal, superando sobradamente a otros terremotos ocurridos en el siglo XX en la parte sur de la Fosa de Japón, ninguno de los cuales alcanzó la magnitud 8. Un terremoto similar pudo haber ocurrido el 13 de julio de 869, cuando el área de Sendai fue barrida por un gran tsunami que los científicos japoneses han identificado a partir de registros escritos e indicios en depósitos de arena.

Modelo de sismicidad Todo estudio de amenaza sísmica en un cierto emplazamiento debe comenzar con un detallado análisis de la sismicidad y tectónica del área de influencia alrededor del mismo; a fin de determinar qué fuentes sísmicas pueden suponer peligro potencial. De este análisis se establecerá el marco de referencia para el resto del estudio, delimitando la extensión de la zona cuyos terremotos pueden tener influencia significativa, así como las características generales de las fuentes sísmicas englobadas. Ello llevará a establecer criterios a considerar en la posterior definición de zonas.  Por ejemplo, si en la zona existen fallas de actividad reciente, se deberá evaluar su potencial para generar sismos que representen un peligro para nuestro emplazamiento, y en su caso, incorporarlas como fuentes sismo- genética diferenciado. Si a cierta distancia del área de estudio se sitúa una zona donde se generan sismos muy grandes, se deberá investigar si la posible ocurrencia de uno de esos sismos puede presentar peligro potencial en nuestro emplazamiento.  El segundo paso a realizar en el estudio es la confección de un catálogo de proyecto que incluya todos los terremotos que potencialmente puedan afectar a nuestro emplazamiento.  Además, se filtrarán también los sismos de muy baja magnitud que no presenten incidencia significativa. Por otra parte, el catálogo de proyecto deberá ser completo y homogéneo. CATÁLOGO SÍSMICO: Un catálogo sísmico se considera completo en un determinado rango de magnitudes si contiene todos los sismos de ese rango que presumiblemente han ocurrido en la zona de influencia. El problema de los catálogos que incluyen tantos registros instrumentales

Como históricos es su falta de completitud, dado que a medida que disminuye la intensidad o magnitud se pierde información al remontarnos en el tiempo. La tasa de sismos para cada intervalo de magnitud o intensidad se calcula a partir del correspondiente año de referencia y se considera constante, extrapolándose a todo el periodo de estudio. De esta forma, se deduce un número hipotético de sismos en el correspondiente intervalo, que presumiblemente debe haber tenido lugar, aunque no hayan sido documentados. La obtención de años de referencia y definición de periodos de completitud; Por otro lado, un catálogo sísmico es homogéneo, en lo referente al tamaño, cuando el parámetro que lo define es el mismo para todos los terremotos. Frecuentemente en un mismo catálogo se incluyen medidas de magnitud en diferentes escalas, o incluso dentro de una misma escala, obtenidas a partir de diferentes fórmulas. Es imprescindible realizar las conversiones pertinentes entre las diferentes estimaciones de magnitud, a fin de obtener un catálogo sísmico homogéneo. En este trabajo se utiliza la magnitud momento Mw como parámetro de tamaño. Para los sismos históricos, datados con intensidad macro-sísmica, I. A pesar de la incertidumbre que conlleva esta transformación, dichos sismos no pueden ser excluidos del análisis, por ser en muchos casos responsables de los mayores movimientos ocurridos en la zona y por tanto determinantes a la hora de estimar los mayores movimientos esperados. MÉTODOS ZONIFICADOS Y NO ZONIFICADOS: Los modelos de sismicidad se pueden dividir en zonificados y no zonificados, en función de si se descompone el área que potencialmente constituye un peligro sísmico en zonas sismo-genéticas de geometría bien definida (zonas con sismicidad uniforme o fallas) o no. Normalmente se adoptan modelos de sismicidad zonificados. Éstos consideran que la sismicidad del área en cuestión puede distribuirse en distintas zonas sismo-genéticas, las cuales responden a un mismo patrón de sismicidad que las caracteriza y distingue. Las zonas sismo-genéticas pueden ser, o bien entidades físicas reconocibles (como fallas tectónicas), o bien zonas amplias en las que la sismicidad se considera distribuida uniformemente a lo largo y ancho de toda la zona. La inclusión de zonas tipo falla en los estudios de amenaza requiere un buen conocimiento de la geometría de la falla (tanto en superficie como en profundidad) y de su capacidad de generar terremotos (expresada normalmente a través de intervalos de recurrencia o de la tasa de deslizamiento). Por otra parte, la adopción de zonas sismo-genéticas con sismicidad difusa, no precisa disponer de un conocimiento tan exhaustivo de la fuente sismo-genética, ya que las zonas pueden ser delimitadas a partir de los datos de un catálogo sísmico corregido y completado, incorporando información geofísica o geológica complementaria MODELOS DE RECURRENCIA DISTRIBUCIÓN DE FRECUENCIA DE OCURRENCIA- TAMAÑO: Cuando se sigue un método zonificado, la sismicidad de cada zona se debe caracterizar por una ley de recurrencia que relacione el tamaño de sismos albergados en ella con su frecuencia, expresando así la distribución temporal de magnitudes (o bien de intensidades). En análisis PSHA se asume que la ley de recurrencia obtenida para el pasado es extrapolable para la predicción de la sismicidad en el futuro. Uno de los modelos o leyes más empleados a tal fin es el modelo de Gutenberg-Richter (Gutenberg y Richter, 1944) y algunas de sus variantes (modelo doblemente truncado de Cosentino et al., 1977). La ley Gutenberg-Richter (Figura.ura. 3.2) establece una proporción constante entre el número de sismos grandes y pequeños para una determinada zona, asumiendo que el número acumulativo de sismos que superan cada grado

de magnitud varía linealmente con este parámetro. La expresión matemática de ley de Gutenberg-Richter es: Dicha ley es invariante con la escala, es decir, que la proporción entre el número de sismos grandes y pequeños, dentro de un rango especificado de magnitudes, es constante. Esta invarianza con la escala es la base para la aplicabilidad de una distribución fractal (o distribución de ley de potencias) a la sismicidad (Turcotte, 1997). Este modelo es comúnmente usado en la caracterización de zonas sismo-genéticas y de fallas activas, truncando la magnitud en un determinado rango, lo que supone considerar que la sismicidad se ajusta a una ley de recurrencia de tipo exponencial, entre dos valores extremos de magnitud que son, respectivamente la mínima, mO, y la máxima de la zona, mu. Es equivalente a considerar que el modelo de distribución es un modelo de Poisson. Para el ajuste de la sismicidad de una zona a este modelo se consideran generalmente los datos de sismicidad histórica e instrumental, y se determinan los parámetros a y b mediante análisis de regresión. DELIMITACIÓN DE FUENTES ZONIFICACIÓN SISMOGÉNICA Uno de los elementos básicos que involucra un estudio de amenaza sísmica siguiendo un método zonificado es la adopción de una zonificación adecuada que englobe las diversas fuentes sismo-genéticas que representan una amenaza para una determinada región. Para definir esta zonificación hemos considerado tanto la zona de subducción como la región cortical que alberga los sistemas de fallas locales. La zonificación toma en consideración diversos criterios, como son las características geométricas de las zonas donde se producen los sismos, similitudes en los patrones de fallamiento y sismicidad, mecanismos de ruptura y tamaño de ésta, etc. En base a la distribución espacial de la sismicidad, y a las principales características sismo- tectónica