Variaciones temporales de gravedad detectadas en la zona de preparación de un sismo de MB 5.3 con hipocentro en el sistema de fallas del Tulúm, Provincia de San Juan.

LEIVA, FLAVIA; RUIZ, F.; ACOSTA, GEMA; ANCI, S.; NACIF, SILVINA; GARCÍA, H.; SANCHEZ, M.A.; ÁLVAREZ PONTORIERO, ORLANDO; LUPARI, MARIANELA; MARTINEZ, M PATRICIA; GIMENEZ, MARIO E; ADARVEZ, SONIA; SISTERNA, J.; INTROCASO, ANTONIO

Córdoba

Congreso; XIX Congreso Geológico Argentino; 2014

AGA

En la región central del sur de la provincia de San Juan (-31°S a 32°S; -68°O a -69°O) se ha materializado una red de control geodésico (RED G2) con el propósito de detectar cambios temporales en el campo gravitatorio producidos por actividad sismo-tectónica. Desde hace más de catorce años se controlan periódicamente las variaciones de gravedad con alta precisión en la faja de deformación activa, próxima a la ciudad de San Juan. La RED G2 está compuesta por más de 80 puntos fijos, bien materializados y con coordenadas GPS. Las mediciones precisas de gravedad empleando gravímetros geodésicos son capaces de detectar variaciones del orden de ±0,005 mGal (1 mGal = 10-5 ms-2) relacionadas con esfuerzos tectónicos que generan redistribución de masas. Es decir, desplazamientos verticales de la superficie topográfica, variaciones de densidad o flujo de masas en el interior de la tierra. En ausencia de mediciones topográficas simultáneas a las gravimétricas, se acepta que un ascenso topográfico se ve reflejado en una disminución de la gravedad observada y viceversa (Introcaso et al. 1999). Además, la componente vertical de la deformación es la menos precisa en las mediciones GPS (los errores verticales son el triple que los horizontales), por lo que el método gravimétrico es una herramienta ágil y económica para detectar movilidad cortical (Ruiz et al. 2011). Hasta el año 2009 el campo de variaciones temporales de la gravedad (g4D) de prácticamente toda la RED G2, se ajustó muy bien con regresiones estadísticas lineales, estos ?ritmos de variación gravimétrica?, filtrados de efectos producidos por los niveles de las aguas subterráneas, alcanzaron valores de hasta -0.010 mGal/año en el periodo 2000-2009 en dos lineamientos de g4D (Ruiz et al. 2011). Las zonas de mayor variación de la gravedad (mayor actividad tectónica) se corresponden con cuatro gradientes que rodean a la ciudad de San Juan (Figura 1, centro): a) al oeste un gradiente positivo coincidente con la falla Villicum-Ullum-Zonda (+0.004 mGal/año); b) al norte del río San Juan, con dirección ONO-ESE, un fuerte gradiente negativo que une el sur de la Sierra de Villicum con el sudoeste de la Sierra de Pie de Palo (-0.010 mGal/año); c) alineación de mínimos gravimétricos en el sistema de fallas del Tulum (lineamiento que se desarrolla desde el sudoeste de Pie de Palo hasta el Cerro Barboza) con hasta g4D=-0.010 mGal/año y d) lineamiento Barboza-Médanos Grandes, transversal al rumbo del sistema de fallas del Tulum (Ruiz et al. 2011). Tanto (b) como (d) muestran variaciones de gravedad alineadas en direcciones transversales al rumbo principal del orógeno andino. Estas estructuras con alta actividad tectónica se ven reflejadas como contactos en la carta de señal analítica del campo magnético, obtenida desde el mosaico de datos magnéticos de Precordillera y Pie de Palo (Ruiz et al. 2011; Perucca y Ruiz 2013). En el presente trabajo analizamos resultados recientes de las variaciones temporales de gravedad asociadas con terremotos en la zona con mayor movilidad cortical del sistema de fallas del Tulum ?SFT?. En el periodo 2000-2011 la región situada al este del Cerro Barboza acumuló cambios de gravedad de hasta g4D = -0.114 mGal (ver punto fijo g4D_DGC01 en Figura 1). Ruiz et al. (2012) a partir de mediciones de gradientes verticales de gravedad, asociaron esos cambios de g4D con un aumento altimétrico generalizado del orden de 10 cm en las estaciones gravimétricas situadas al este del Cerro Barboza. En ese periodo, los ritmos de variación gravimétrica se ajustaron muy claramente con rectas de regresión lineal (Figura 1), con pendientes próximas a -0.010 mGal/año en los 8 puntos fijos ubicados en el SFT (DGC01, DGC03, DGC07, DGC12, DGC13, DGC64, DGC72 y DGC73). En cambio, desde el año 2012, todas las estaciones gravimétricas localizadas sobre este sistema de fallas reflejan aumentos de gravedad. Es decir, desde la hipótesis sismogénica de la dilatación (Tanaka et al. 2006), a partir de las mediciones gravimétricas efectuadas desde 2012 la zona está en subsidencia (Figura 1, derecha). Esta tendencia no se observa en los puntos fijos alejados del SFT, por ejemplo, el punto fijo ISV10 muestra un cambio de pendiente de la variación temporal gravimétrica en 2007, que fue asociado a un nido de sismos el 22/02/2007 ubicados al oeste de la quebrada de La Flecha (Ruiz et al. 2009). Luego de seis años de baja actividad sísmica en el sistema de fallas del Tulum, el 18/01/2012 ocurrieron dos sismos superficiales, el primero de magnitud mb 4,5 (11hs:33min.; -31,831°S;-68,378°O, profundidad 16,1 km) y el principal de mb 5,3 (11hs:35min; -31,858°S;-68,379°O, profundidad 12,5 km), seguido por numerosas réplicas, 18 de las cuales con magnitud superior a mb 3 (Figura 1, centro). El 08/02/2012, en la misma zona ocurrió un evento superficial de mb 4,3 y un sismo de mb 4,0 el 17/12/2012. Esta actividad se correlaciona con el cambio de pendiente de las variaciones gravimétricas y parece justificar los cambios de gravedad relacionados, principalmente, con cambios de altura en los puntos fijos del SFT. Las g4D medidas deben tener origen en la acumulación de deformación elástica con elevación altimétrica progresiva hasta el 18/01/2012, en que se produce la ruptura con liberación de tensiones cosísmicas y posterior subsidencia de la zona (aumento de gravedad en los dos últimos años). Graficando al sismo principal y sus réplicas en una sección transversal al rumbo de la falla, los eventos se alinean con buzamiento ~45º este. Coincidentemente, el mecanismo de foco resuelto para el evento principal por el Global CMT Catalog (http://www.globalcmt.org) indica que uno de los planos de falla tiene rumbo NNE y buzamiento 40°E. Esto concuerda con el rumbo del sistema de fallas del Tulum y con su buzamiento general según el modelo gravi-magnetométrico propuesto por Ruiz e al. (2011). Estos estudios se están complementando con mediciones GNSS precisas en una red, coincidente con RED G2, y materializada con centración forzosa. La red GPS acaba de ser medida por primera vez y se remedirá periódicamente, con el objetivo de generar modelos geodésicos con resolución adecuada para monitorear las estructuras con mayor movilidad cortical del frente de deformación cercano al gran San Juan. La acumulación de datos precisos de monitoreo gravimétrico durante 14 años, nos ha permitido detectar cambios asociados con fuentes sismógénicas en eventos de magnitud ~5. Este hecho es alentador para continuar controlando el campo de variaciones g4D para tratar entender los ciclos sísmicos en las distintas regiones del frente de deformación, desde mediciones ágiles y económicas como son las gravimétricas. Por ejemplo, una zona que ha acumulado deformación desde los datos g4D es la alineación de mínimos este-oeste relacionada con el río San Juan al este de la falla de La Laja, en esta región no se libera energía desde 2004 y podría ser fuente de futuros eventos de magnitud importante.