DINÁMICA DE LA PLACA DE NAZCA EN TORNO AL SEGMENTO DE SUBDUCCIÓN HORIZONTAL PAMPEANO UTILIZANDO OBSERVACIONES SÍSMICAS REGIONALES

BILBAO, I.; ALVARADO, P.; SAEZ, M.; MONSALVO, G.

Congreso; XIX CONGRESO GEOLÓGICO ARGENTINO; 2014

Asociacion Geologica Argentina

Dentro del contexto geodinámico global, el rasgo más notable que caracteriza la región sísmicamente activa del retroarco andino en torno a los 31S, es el bajo ángulo con el cual la placa de Nazca subduce bajo el margen occidental de Sudamérica. Localizaciones sísmicas regionales han permitido evidenciar que la placa oceánica adopta una posición casi horizontal alrededor de los 100 km de profundidad con forma elongada en dirección NE, en marcada coincidencia con la proyección de la dorsal oceánica Juan Fernández (JF) bajo el continente (Anderson et al., 2007). Esta geometría de placa plana moderna ha impedido el magmatismo desde el Mioceno tardío y ha sido correlacionada espacialmente con la intensa deformación de piel fina de la Precordillera y el levantamiento de los bloques de basamento de las Sierras Pampeanas, afectando el antepais a más de 700 km al este de la trinchera (Jordan et al., 1983; Ramos et al., 2002). Varios experimentos sismológicos se han llevado a cabo en Chile y Argentina para estudiar la subducción horizontal de la placa de Nazca en este sector sur de los Andes Centrales, como así también su influencia en la estructura de la placa superior. En particular, a través de las redes sísmicas de banda ancha SIEMBRA (SIerras Pampeanas Experiment using a Multicomponent BRoadband Array), ESP (Eastern Sierras Pampeanas) y PUNA (Seismic Lithospheric Imaging of the Puna Plateau) fue posible caracterizar en detalle la sismicidad ocurrida en los sectores más activos de la placa subducida bajo el oeste de Argentina entre los 28S y 32S. Aplicando técnicas sismológicas (inversión del tensor momento sísmico de ondas regionales completas, análisis de polaridad y amplitud de primeros arribos, evaluación de bandas espectrales) Bilbao et al. (2012) determinaron la fuente sísmica de esta sismicidad de profundidad intermedia con la mayor resolución posible y correspondiente a los 18 sismos de mayor tamaño registrados durante 2008 y 2009 (Fig.1a). Con los datos de inclinación de los ejes P, T y nulo de estas soluciones de mecanismo focal, se confeccionó el diagrama ternario (Frolich y Apperson, 1992) de la Fig.1b, el cual permite evidenciar que en esta parte de la placa de Nazca el estilo de deformación predominante (78%) es de tipo extensional y se manifiesta principalmente en la región de mayor actividad durante el experimento SIEMBRA. Esta observación muestra una notable correlación con el sector de placa horizontal inferido por Anderson et al. (2007) y la prolongación hacia el continente de la cadena de volcanes extintos de JF. Los sismos con localizaciones más alejadas presentan mecanismos de foco con una componente de rumbo mayor. A partir de la inversión de las 18 soluciones de fuente sísmica se estimó el campo de esfuerzos regionales que mejor explica los datos con buenas medidas de ajuste (=25). El resultado obtenido (Fig. 1c) es bastante similar a otras estimaciones de experimentos locales anteriores y revela que esta parte de la placa de Nazca se encuentra claramente bajo un régimen de extensión, con eje compresivo máximo σ1 prácticamente vertical y eje principal mínimo σ3 casi horizontal en dirección NNO-SSE y aproximadamente perpendicular a la prolongación de la dorsal JF, mostrando una alta concordancia con la morfología de la placa en el sector horizontal más levantado de la losa subducida. Al contar con determinaciones refinadas de profundidad focal, fue posible comparar la sismicidad estudiada que yace en este sector más superficial de la placa horizontalmente subducida con imágenes litosféricas de función de receptor obtenidas por Gans et al. (2011), las cuales revelan que la corteza oceánica vinculada a la dorsal presenta discontinuidades o fallas de carácter litosférico. El perfil de la Fig. 1d define que la mayor actividad sísmica se concentra en esta zona de debilidad dentro de la corteza oceánica. El estado de esfuerzos regionales indica que esta sismicidad respondería a una combinación del efecto boyante generado por la dorsal y a esfuerzos de tipo slab pull, posiblemente producidos por inestabilidad de minerales hidratados a profundidades de placa. De acuerdo a las soluciones de mecanismo focal encontradas se puede inferir que, si bien la zona de falla identificada por funciones del receptor corresponde a una falla fósil de tipo inversa, en la actualidad se reactiva con movimiento de una falla normal. Esta fractura operaría como una zona de debilidad previa y también como un canal favoreciendo la concentración de fluidos y nucleando la sismicidad de profundidad intermedia de mayor tamaño en torno a ella. Fallas inversas reactivadas como la descripta podrían haberse generado hace unos 5 Ma en la región outer-rise a causa de la flexión de la placa antes de la subducción, como ha sido evidenciado por la batimetría de alta resolución y la sismicidad costa fuera relacionada con los grandes terremotos, los cuales podrían romper el manto oceánico y generar fracturas a escala litosférica. Estos resultados sugieren que la dorsal JF con sus estructuras asociadas se comportaría como un control predominante de la sismicidad de la placa de Nazca en el retroarco andino alrededor de los 31S.