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Informe de las activades 2014
LABORATORIO INTERNACIONAL CONJUNTO – LMI
SISMOS Y VOLCANES EN LOS ANDES DEL NORTE
Informe conjuntamente redactado por las contrapartes siguientes del LMI:
Géoazur – Géosciences Azur, UMR CNRS 7329 et IRD 082, Université de Nice à Sophia Antipolis, 250 rue Albert Einstein, Sophia Antipolis, 06560 Valbonne – France
LMV – Laboratoire Magmas et Volcans, UMR CNRS 6524 et IRD 163, OPGC, Université Blaise Pascal, 5 rue Kessler, 63038 Clermont-Ferrand cedex – France
ISTerre – Institut des Sciences de la Terre, UMR CNRS 5275 et IRD 219, Université Joseph Fourier, Maison des géosciences, 1381 rue de la piscine, 38400 Saint Martin d’Hères – France
IG-EPN – Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional, Ladrón de Guevara E11-253, Aptdo. 2759, Quito –Ecuador
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Índice
INTRODUCCIÓN……….. 4
ORGANIGRAMA DEL LMI SVAN………...……….. 6
Temas S ACTIVIDADES DEL EQUIPO DE SISMOLOGÍA.………..……….. 8
S1 Ciclo y ruptura sismicos………...……….……...………... 10
S2 Geodinámica………...………..……….. 16
S3 Sismotectónica………...………..………...…… 22
S4 Geofísica marina……….………...……….………… 30
S5 Amenazas sísmicas y movimientos fuertes……….…..………. 38
V ACTIVIDADES DEL EQUIPO DE VOLCANOLOGÍA…………..………... 46
V1 Geocronología del volcanismo cuaternario……….……….……….. 48
V2 Génesis y evolución de los magmas del arco continental……….……..………... 58
V3 Estructuras y flujos volcánicos………..………..………... 64
V4 Apoyo al seguimiento de crisis volcánicas (países Andinos)...………..…….…...…… 72
F ACTIVIDADES DEL EQUIPO DE FORMACIÓN………...………... 82
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INTRODUCCIÓN
El Laboratorio Internacional Conjunto « Sismos y Volcanes en los Andes del Norte » (LMI-SVAN) es un instrumento de investigación en colaboración del IRD y el Instituto Geofísico (IG) de la Escuela Politécnica Nacional (EPN) de Quito. Creado por decisión del Presidente del IRD el 1 de junio de 2012, su funcionamiento está regido por un convenio entre el IRD y el IG-EPN, cuya versión final aprobada ha sido firmada por el rector de la EPN en agosto de 2014.
El LMI SVAN tiene por misión la investigación sobre las amenazas sísmicas y volcánicas en los Andes de Norte con extensión a otros segmentos andinos donde el IRD está implantado.
El objetivo del LMI es comprender mejor los procesos que dominan la actividad sísmica y volcánica con el fin de obtener información más precisa sobre las amenazas que resultan del contexto geodinámico de la zona norandina. Para llevar a cabo con éxito estas investigaciones de alto nivel, el LMI permite asociar al IG-EPN, tres unidades conjuntas de investigación (UMR) de universidades francesas : i) el Laboratorio Magmas y Volcanes (Universidad Blaise Pascal de Clermont-Ferrand), en lo concerniente a la volcanología (incluyendo la geocronología y geología volcánica, la petrología y geoquímica, las modelizaciones numéricas, etc) ; ii) el Laboratorio Geoazur (Universidad de Niza-Sophia Antípolis); y iii) el Instituto de Ciencias de la Tierra de Grenoble (ISTerre, Universidad Joseph Fourier) para los aspectos sismológicos (incluyendo la sismología sensu-stricto, la geodesía, la geofísica marina, la tectónica y los peligros asociados). Así, el LMI constituye una plataforma común que agrupa medios humanos a técnicas de punta para asegurar una investigación de excelencia en sismología, geodesia y vulcanología. Constituido por al menos 100 miembros y miembros asociados (investigadores, ingenieros, técnicos y personal administrativo), el funcionamiento del LMI SVAN reposa sobre la realización de proyectos y acciones científicas ejecutadas por los equipos de sismología y vulcanología. Adicionalmente, este LMI tiene por vocación el contribuir a la formación de jóvenes investigadores y lideres, mediante la docencia, la dirección de maestrías y doctorados, y realizando otras actividades de difusión y divulgación de los conocimientos científicos.
Este informe presenta el avance de las investigaciones realizadas en el marco del LMI SVAN durante los últimos dos años, resumiendo las principales acciones científicas llevadas a cabo por los participantes en los cinco temas del equipo de sismología y en los cuatro temas del equipo de vulcanología. Además cada sección temática incluye una lista de la producción científica (alrededor de 30 publicaciones con comité de lectura desde 2012 y numerosas comunicaciones en congresos nacionales e internacionales), y agrupa las acciones de formación ejectudadas en colaboración (doctorados, maestrías, pasantías, etc). Al final, algunos elementos presupuestarios preliminares indican las principales fuentes de financiamiento y los montos comprometidos en la realización de los diferentes proyectos científicos del LMI.
Así, este documento ofrece una visión completa de las últimas investigaciones realizadas en los Andes del Norte en el marco del LMI y constituye un instrumento de soporte para las discusiones que permitirán definir las orientaciones científicas para los próximos años.
Por el comité de dirección del LMI SVAN
Jean-Luc Le Pennec, Silvana Hidalgo, Jean-Mathieu Nocquet, Hugo Yepes, Céline Beauval
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ORGANIGRAMA Y RECURSOS HUMANOS DEL LMI SVAN EQUIPO DE DIRECCIÓN DEL LMI SVAN
UMRs-Francia: J.L. Le Pennec, J.M. Nocquet, C. Beauval Instituto Geofisico-EPN, Quito : S. Hidalgo, H. Yepes
EQUIPO SISMOLOGÍA
EQUIPO VOLCANOLOGÍA M. Régnier – A. Alvarado J.L. Le Pennec – D. Andrade
S1 : Ciclo y ruptura sísmicos V1 : Geocronología del volcanismo cuaternario
M. Vallée – S. Vaca P. Samaniego – P. Mothes
S2 : Geodinámica V2 : Génesis y evolución de los magmas del arco continental
Y. Font – M. Segovia F. Nauret – S. Hidalgo
S3 : Sismotectónica V3 : Estructuras y flujos volcánicos
L. Audin – A. Alvarado O. Roche – D. Andrade
S4 : Geofísica marina V4 : Apoyo al seguimiento de crisis volcánicas (países andinos)
J.Y. Collot J. Battaglia – M. Ruiz
B. Bernard S5 : Amenazas sísmicas y movimientos
fuertes
C. Beauval – H. Yepes
EQUIPO “FORMACIÓN-CAPACITACIÓN”
F. Michaud – D. Andrade – M. Ruiz
EQUIPO TÉCNICO
20 personas, IR, IE-Tech al Norte y al Sur
EQUIPO ADMINISTRATIVO 6 personas Norte, 5 personas Sur
COMITE DE SEGUIMIENTO CIENTÍFICO S. Barrientos (CSN, Univ. Chile),
M. Calvache (SGC, Colombia), J. Macharé (IGP, Peru),
C. Vigny (ENS, Paris)
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ACTIVIDADES DEL EQUIPO DE SISMOLOGÍA
TEMA S1: CICLO Y RUPTURA SÍSMICOS
TEMA S2: GEODINÁMICA
TEMA S3: SISMOTECTÓNICA
TEMA S4: GEOFÍSICA MARINA
TEMA S5: AMENAZAS SÍSMICAS Y MOVIMIENTOS FUERTES
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TEMA S1
CICLO Y RUPTURA SISMICOS
Responsables del tema S1: Martin VALLEE – Sandro VACA
Participantes 2012-14: M. Vallée (IPG Paris), S. Vaca (IG-EPN et IPG Paris), P. Mothes (IG- EPN), P. Jarrin (IG-EPN), M. Chlieh (Géoazur-IRD), B. Delouis (Géoazur-IRD), J.-M.
Nocquet (Géoazur-IRD), F. Rolandone (ISTEP Paris), J. Battaglia (LMV-CNRS).
S1-1. Recordatorio del proyecto y de los objetivos del tema S1
Los sismos que regularmente afectan al Ecuador y en general a los Andes del Norte, son una amenaza mayor para la población y la infraestructura. La comprensión de los procesos ligados a la ocurrencia de grandes sismos representa un eje esencial para el LMI SVAN en el aspecto sismológico. Nuestro objetivo es comprender la evolución dinámica de las fallas, particularmente a lo largo de la subducción nor-andina, con el fin de pronosticar el funcionamiento sísmico y estimar el peligro resultante. Desde un punto de vista práctico, se trata por un lado de determinar los modelos de velocidad de las fallas y la acumulación de energía sobre las mismas a partir de mediciones GPS. Un número creciente de medidas recientes demuestran que debemos revisar nuestra concepción sobre fallas y su funcionamiento tanto en la zona subducción, como en las fallas corticales. De manera particular, el estudio de la ocurrencia de episodios de movimientos asísmicos (Slow Slip Events, en inglés) que observamos en Ecuador es también uno de los ejes principales del LMI en el ámbito sismológico. El potencial sísmico identificado a través de medidas GPS es relacionado con los sismos que se generan de manera efectiva en el Ecuador, para los cual desarrollamos y aplicamos metodologías de análisis. El objetivo es, analizar de manera detallada los sismos de magnitud fuerte (magnitudes superiores a 6) y proporcionar información oportuna de la sismicidad moderada a fuerte (magnitudes superiores a 4.5), con la perspectiva de entregar respuestas pertinentes en un lapso de tiempo reducido posterior a la ocurrencia de sismos.
Dentro del cuadro de esta temática, el trabajo de adquisición y análisis de los datos geodésicos se la realiza en el seno de una colaboración tripartita entre IG-EPN, IRD e Instituto Geográfico Militar del Ecuador (IGM). Adicionalmente, existen lazos con proyectos en común con el Perú, a través de la colaboración con IGP-Lima (Dotorado de J.-C. Villegas) y el IGN del Perú. Se considera también una cooperación con el Servicio Geológico Colombiano (H.
Mora).
S1-2. Medida y comprensión de la complejidad del cambio intersísmico
En términos de observación, el IG-EPN ha realizado esfuerzos para el desarrollo de la red permanente de GPS a nivel de todo el país (resp. P. Mothes, P. Jarrin). Nuevas campañas de mediciones han sido realizadas al norte del Perú, en regiones del Ecuador central y Quito, y sobre la falla de Cosanga. Se ha establecido una estrecha colaboración con el Instituto Geográfico Militar ecuatoriano (IGM) para un común intercambio y análisis de datos.
Estas medidas han permitido definir un cuadro cinemático a gran escala (desde el centro del Perú hasta Colombia) de la deformación continental y del acoplamiento intersísmico a lo largo de la interface de la subducción. Mostramos que la deformación a lo largo de la margen andina está dominada por el movimiento divergente de dos grandes dominios continentales (o
“slivers ») comprendidos entre la placa Nazca y la parte estable de la placa Sud-Americana: el
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sliver Nor-Andino, que comprende la margen ecuatoriana al norte del Golfo de Guayaquil extendiéndose hasta Venezuela, y el sliver Inca, que comprende el sur del Ecuador y los Andes peruanos. De otro lado, mostramos que la subducción al sur del Ecuador y norte del Perú ocurre principalmente de manera permanente y asísmica, contrastando con un fuerte acoplamiento hacia el norte de país. Estos resultados han sido publicados en la revista Nature Geosciences (Nocquet et al., 2014) y han sido objeto de acciones de comunicación por parte del IRD con una publicación de actualidad y un artículo en “Science au Sud”, y en la INSU. Sobre la base de estos datos, un estudio exhaustivo del acoplamiento intersísmico y su relación con sismicidad anterior ha sido realizada (Chlieh et al., 2014).
S1-3. Modelación de la fuente sísmica
En los últimos años, en Ecuador no han ocurrido sismos fuertes, por lo que no hemos realizado análisis específicos sobre eventos de manera individual. En cambio, se ha realizado un estudio detallado de la micro-sismicidad que acompañó al sismo lento (agosto 2010) en los alrededores de la Isla de la Plata. Este estudio pudo ser realizado gracias a la co-ubicación de instrumentación existente en la Isla de la Plata (GPS, sismómetro y acelerómetro). La fuente sísmica de este enjambre (localización, mecanismos y distribución espacio-temporal) pudo ser definida gracias a la aplicación de técnicas variadas (estudios de polarización, modelación de formas de onda, clasificación de eventos en familias, etc).
La secuencia de agosto de 2010 ha permitido observar directamente como los movimientos lentos sobre la interface de la subducción son capaces de generar una sismicidad específica y abundante. Esta capacidad generadora de sismos lentos ha sido frecuentemente puesta en evidencia (por ejemplo Kato et al., 2012, para el sismo de Tohoku), sin embargo las observaciones simultaneas sísmicas y geodésicas son más bien raras. En los últimos años, se ha enfatizado en relación entre los sismos lentos y los tremores no volcánicos, tales como los observados en las zonas de subducción de Cascadia (USA), Nankai (Japón) o Guerrero (México).
En la secuencia de agosto 2010, el sismo lento comienza el día 25, y fue seguido inmediatamente por un fuerte incremento de la sismicidad local, como se muestra en la figura S1-3. Esta crisis sísmica estuvo fuertemente relacionada a la actividad de movimiento lento y culmina cuando el régimen intersísmico es retomado. La magnitud del sismo lento se encuentra en un rango entre 6-6.3. Nosotros llevamos a cabo un estudio detallado del movimiento lento, de la sismicidad asociada y la relación entre los dos fenómenos. Mostramos que la sismicidad asociada se genera en la vecindad próxima del movimiento lento, que su mecanismo es compatible con el relajamiento de esfuerzos intersísmico, que el tipo de sismicidad disparada perdura solo durante el periodo del sismo lento y que la organización espacio-temporal es de tipo “enjambre sísmico”: los sismos no presentan un comportamiento de evento principal que genera réplicas; por el contrario los sismos más importantes de la crisis (en el orden de magnitud 4) parecen producirse de manera aleatoria, que es además una característica adicional da la sismicidad generada por el movimiento lento. Esta observación nos permite proponer una interpretación posterior a la sismicidad para la región de la Isla de la Plata, que indica que los enjambres sísmicos son comunes (1977, 1998, 2002, et 2005). Estos enjambres fueron probablemente generados por movimientos lentos en la interface de la subducción. Este estudio fue publicado en Journal of Geophysical Research (Vallée et al., 2013).
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Figura S1-3. (a) Relaciones entre el movimiento observado por medidas GPS (círculos en gris) y la sismicidad detectada para y periodo de 2h (barras en rojo), para los meses de agosto-septiembre 2010 (b) para la última semana de agosto 2010.
S1-4. Respuesta rápida ante sismos
En paralelo con la instalación en Ecuador de las redes de banda ancha y acelerométricas, hemos desarrollado técnicas de análisis rápido de la fuente sísmica. Estos métodos utilizan las formas de onda registradas por los sismómetros de banda ancha (o acelerométricas cuando el sismo es muy cercano a la red y/o tiene fuerte magnitud) para determinar una localización hipocentral, la magnitud momento y el mecanismo focal. Los sismos de magnitud superior 4 pueden ser analizados. Estos métodos pueden ser usados para realizar el análisis exhaustivo de la sismicidad moderada a fuerte para el Ecuador, que es también uno de los objetivos de la tesis de Sandro Vaca. Dentro de la óptica de una respuesta rápida ante sismos, presentamos a continuación el ejemplo de un sismo reciente (16 de junio 2014): La figura S1-4ª presenta las características del sismo y las estaciones usadas, y la figura S1-4b ilustra la modelación de formas de onda a varias estaciones.
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Figura S1-4a: Parámetros de la fuente del sismo del 16 de junio 2014 y las estaciones banda ancha utilizadas para el análisis (ver las modelaciones de CASC, ARDO, BBIL y PPLP en la figure S1-4b).
Figura S1-4b: Ilustración de la modelación de las formas de onda del sismo 16 junio 2014 en 4 estaciones de la red de banda ancha. Los datos de las 3 componentes de cada estación (en azul) son modelados con las señales sintéticas (en rojo) y permiten la determinación de los parámetros de la fuente (ver figura S1-4a).
14 S1-5. Bibliografía citada
Chlieh, M., Mothes, P., Nocquet, J.-M., Jarrin, P., Charvis, P., Cisneros, D., Font, Y., Collot, J.-Y., Villegas- Lanza, J.-C., Rolandone, F., Vallée, M., Régnier, M., Segovia, M., Martin, X., Yepes, H. (2014). Distribution
of discrete seismic asperities and aseismic slip along the Ecuadorian megathrust. Earth Planet. Sci. Lett.
400, 292–301. doi:10.1016/j.epsl.2014.05.027.
Kato, A., Obara, K., Igarashi, T., Tsuruoka, H., Nakagawa, S., & Hirata, N. (2012). Propagation of slow slip leading up to the 2011 Mw 9.0 Tohoku-Oki earthquake. Science, 335(6069), 705-708.
Nocquet, J.-M. et al. (2014). Motion of continental slivers and creeping subduction in the northern Andes, Nat.
Geosci., (March), doi: 10.1038/ngeo2099.
Vallée, M., Nocquet, J. M., Battaglia, J., Font, Y., Segovia, M., Régnier, M., & Chlieh, M. (2013). Intense interface seismicity triggered by a shallow slow slip event in the Central Ecuador subduction zone. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 118(6), 2965-2981.
S1-6. – Producción científica ligada al tema S1
S1-6.1. Artículos internacionales con comité de lectura
Chlieh, M., Mothes, P. A., Nocquet, J. M., Jarrin, P., Charvis, P., Cisneros, D., Yepes, H. (2014).
Distribution of discrete seismic asperities and aseismic slip along the Ecuadorian megathrust. Earth and Planetary Science Letters, 400, 292-301.
Nocquet, J. M., Villegas-Lanza, J. C., Chlieh, M., Mothes, P. A., Rolandone, F., Jarrin, P., Yepes, H.
(2014). Motion of continental slivers and creeping subduction in the northern Andes. Nature Geoscience, 7(4), 287-291.
Mothes, P. A., Nocquet, J. M., & Jarrín, P. (2013). Continuous GPS Network Operating Throughout Ecuador. Eos, Transactions American Geophysical Union, 94(26), 229-231.
Vallée, M., Nocquet, J. M., Battaglia, J., Font, Y., Segovia, M., Régnier, M., Chlieh, M. (2013). Intense interface seismicity triggered by a shallow slow slip event in the Central Ecuador subduction zone.
Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 118(6), 2965-2981.
S1-6.2. Presentaciones en congresos internacionales y nacionales
Jarrin, P., Patricia Mothes, Jean-Mathieu Nocquet, Frederique Rolandone, David Cisneros, (2014).
Results from the National Continuous GPS Network in Ecuador, LACSC-IASPEI, Bogota, Colombia.
Mothes P., P. Jarrin Tamayo, J.-M. Nocquet, M. Chlieh, A. Alvarado, H. Mora (2014). Trying to Catch a Big One: Proposed Real-Time GPS Monitoring of Ecuador’s Coastline and Post- Earthquake Geodetic Response. UNAVCO 2014 meeting, Boulder, USA.
Nocquet, J., Villegas, J. C., Chlieh, M., Mothes, P. A., Rolandone, F., Jarrín, P., Vallee, M. (2013).
High variability of stress accumulation, seismic and aseismic release mode along the Peru-Ecuador subduction zone. In AGU Fall Meeting Abstracts (Vol. 1, p. 02). Invited presentation.
Nocquet, J.-M., J. C. Villegas Lanza, M. Vallée, P. Mothes, F. Rolandone, P. Jarrin, M. Chlieh, H.
Tavera, M. Regnier, Y. Font, M. Segovia (2012). Episodic slow slips and synchronous with seismic swarms in the northern Andes subduction zone. 16th General Assembly of WEGENER on earth deformation and the study of earthquakes using geodesy and geodynamics, Strasbourg.
Nocquet, J.-M., Juan Carlos Villegas Lanza, Martin Vallée, P. Jarrin, J. Battaglia, M. Segovia, Y. Font, M., Regnier, P. Charvis, F. Rolandone, M. Chlieh, P. Mothes, H. Tavera (2014). Synchronous Slow Slip Events and Seismic Swarms along the northern Peru-Ecuador subduction zone, LACSC- IASPEI, Bogota, Colombia.
Rolandone F, J.-M. Nocquet, P. Jarrin, J.C. Villegas-Lanza, P.A. Mothes, M. Chlieh, (2014), Present- day deformation along the Andean subduction controlled by continental slivers motion, LACSC- IASPEI, Bogota, Colombia.
Vallée, M., Nocquet, J. M., Battaglia, J., Font, Y., Segovia, M., Régnier, M., Chlieh, M. (2013). Intense interface seismicity triggered by a shallow slow slip event in the Central Ecuador subduction zone.
In AGU Fall Meeting Abstracts (Vol. 1, p. 02).
15 S3-7. Actividades de formación
Doctorado
Vaca S., 2014-17. “Liens entre séismes et déformations lentes en Equateur”. Tesis de doctorado, Univ.
Paris 7 (codirección M. Vallée, J.-M. Nocquet, J. Battaglia) defensa prevista para el 2017.
Master
Jarrin, P., 2014. “Régimen intersísmico, enjambres sísmicos y sismos lentos en la región de Manta”.
Master, Escuela Politécnica Nacional Quito, (co-tutores: J.-M. Nocquet, A. Alvarado).
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TEMA S2 GEODYNÁMICA
Responsables del tema 2: Yvonne FONT – Mónica SEGOVIA
Participantes 2012-14: Y. Font (Géoazur-IRD), M. Segovia (IG-EPN et Géoazur), M. Régnier (Géoazur-IRD), A. Alvarado (IG-EPN), P. Jarrín (IG-EPN), N. Béthoux (Géoazur-UNS), P.
Charvis (Géoazur-IRD), M. Ruiz (IG-EPN), G. Ponce (estudiante Géoazur-UNS), D. Fuentes (master EPN), J.-G. Barros (estudiante EPN), B. Valette (ISTerre-IRD), S. Araujo (UP Salesiana, doctorante ISTerre-UJF)
S2-1. Resumen del proyecto y de los objetivos del tema S2
Las investigaciones del tema geodinámica comprenden el estudio del funcionamiento de la subducción ecuatoriana a una escala litosférica. El objetivo es comprender la organización y el modo de la deformación actual, a escala geológica, que afectan a la margen cabalgante. La dinámica de la litósfera (desde hace 100 Ma) ha modelado la margen que observamos ahora y ha dejado como herencia una estructura que localiza y controla una parte de la deformación en superficie y en profundidad. Esta estructuración esta reconocida en superficie gracias a los afloramientos geológicos que yuxtaponen terrenos de composición y de edades diferentes. Por el contrario, existen pocos datos profundos que permiten comprender la geodinámica de los Andes del Norte a una escala más regional. El conocimiento de las características litosféricas y mantélicas de la deformación se efectúa en este tema mediante métodos tomográficos, sismotectónicos y con modelamiento termodinámico. La primera parte del proyecto en sismotectónica (2012-2014) tiene por objetivo estudiar el comportamiento sísmico del frente de la subducción a la escala sismogénica (0 a ~50 km de profundidad). Chlieh et al. (2014) y Nocquet et al. (2014) demostraron que el acoplamiento interplaca a lo largo de la subducción ecuatoriana se caracteriza por una fuerte heterogeneidad. Con el fin de registrar la microsismicidad y de comprender los modos de la deformación frágil que afectan la margen en las fallas interplaca e intraplaca, una red densa de sismómetros fue instalada entre fines de 2011 y 2013 en la costa ecuatoriana entre la malla de las estaciones de la red permanente (estaciones instaladas en el programa ANR: Andes del Norte-ADN). La primera etapa del trabajo ha consistido en recuperar, archivar y procesas las trazas sismológicas para caracterizar finamente la repartición de los hipocentros, definir la magnitud de los eventos, sus mecanismos focales y establecer las correlaciones con el nivel de acoplamiento interplaca.
Las investigaciones llevadas a cabo en este tema son realizadas por un equipo científico y técnico compuesto por participantes de Géoazur, el IG-EPN e INOCAR. El IG-EPN contribuyo proporcionando los equipos y el apoyo técnico para la instalación y el mantenimiento de una red de 12 sismómetros en tierra.
S2-2. Sismotectónica: Proyecto JUAN
En el marco del LMI SVAN, la malla de la red instalada es de 15 a 25 km aproximadamente y comprende 22 estaciones: 8 estaciones permanentes ADN-IG, 12 estaciones del IG y 2 estaciones de Géoazur instaladas en varias etapas (Figura S2-2). Esta red cubre dos segmentos principales de la subducción: al Norte, el segmento fuertemente acoplado donde se produjeron los grandes sismos históricos (Régnier et al., 2011); al Sur, el segmento
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mínimamente acoplado (que incluye también la región de la Isla de La Plata, zona donde se observa un fuerte acoplamiento superficial). Los datos están en curso de tratamiento y análisis dentro de las investigaciones de algunos estudiantes ecuatorianos (Tesis Doctoral de Mónica Segovia, Informe de Master de Gabriela Ponce, Informe de Master de Juan Gabriel Barros y Tesis de Ingeniería de Darío Fuentes).
La tasa de microsismicidad analizada es de algunas centenas de sismos por mes. Esta microsismicidad parece organizarse esencialmente (1) en la zona de contacto interplaca a una profundidad que coincide con la parte profunda de las zonas de acoplamiento fuerte (patches localizados entre 10 y 15 km de profundidad); (2) a lo largo de las fallas corticales conocidas (ej: Jipijapa); (3) en la placa subducida (entre 40 y 70 km de profundidad). Los mecanismos analizados hasta el momento tienen un carácter compresivo.
Figura S2.2
Mapa con la red sismológica entre 2011 y 2014. Sobre el mapa se representa además, el acoplamiento intersísmico a lo largo de la subducción (Nocquet et al., 2014) y la sismicidad registrada entre 1994 y 2007 (Font et al., 2013).
S2-3. Tomografía regional de la corteza y del manto superior ecuatoriano
Un primer objetivo de esta parte del proyecto es determinar a gran escala los principales rasgos estructurales de la corteza y del manto superior así como la topografía del slab mediante la inversión de los tiempos de arrivo de las ondas sísmicas registradas en el catálogo de la RENSIG entre 1988 y 2012. Un segundo objetivo es lograr una localización de la sismicidad más precisa. Este proyecto está relacionado con la tesis doctoral de Sebastián Araujo.
Antes de comenzar con el proceso de inversión propiamente dicho se debió determinar un modelo para la profundidad del Moho. Para ello se interpolaron dos modelos de gravimetría (Chambat ,1996; Reguzzoni and Sampietro, 2012). Información adicional proveniente de exprerimentos de reflexión sísmica (Gailler et al., 2007) fueron incorparadpos al modelo. El resultado se corresponde con trabajos previos en la región (Font et al. 2013). A medida que
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avanzaba el proceso de inversión, los datos de la RENSIG debieron ser filtrados y corregidos para así llegar a una base estable sobre la cual realizar la inversión del modelo de velocidades y la relocalización. A más del tratamiento de los datos se realizaron avances para mejorar el código de inversión donde: 1) se introducen los efectos de sitio para cada estación y 2) se disminuyen los errores de tiempo en las estaciones mediante el reemplazo de la inversión de los tiempos S por la inversión de las diferencias S-P.
Los resultados, si bien de carácter preliminar, que más resaltan a escala de la subducción (algunos de cuyos cortes se puede apreciar en la figura S2-3) son que la geometría del slab se puede distinguir muy claramente. La topografía del slab se coresponde con el modelo estándar de slab global 1.0 (Hayes et al., 2012). El ángulo de la subducción se incrementa desde el Norte hacia el Sur para llegar en el caso del cluster de Puyo a una profundidad de 150 hasta 220 km donde el slab se oberva a mayor profundidad que el modelo de Hayes et al. La sismicidad crustal a lo largo de la cordillera está localizada en varios enjambres sísmicos. Debajo de las dos cordilleras se observa una zona de baja velocidad relacionada con el arco volcánico mientras que zonas de más alta velocidad se pueden ligar a zonas acretadas al Oeste de la Cordillera Occidental. Finalmente zonas superficiales de baja velocidad más hacia el Oeste se corresponden a los valles sedimentarios de Manabí, el Progreso y Tumbes.
Figura S2-3. Cortes tomográficos perpendiculares a la fosa oceánica. Columna de la izquierda:
Velocidades sísmicas de onda P. Los puntos indican la sismicidad y la línea blanca el modelo de la topografía del slab 1.0. Se puede resaltar la diferencia entre los dos a partir de 1.5°S. Columna de la derecha: se representan las diferencias al modelo de referencia de velocidades P. Se puede resaltar el arco volcánico, la zona de acreción y las cuencas sedimentarias.
19 S2-3. Bibliografía citada
Chambat, F. 1996. Figure de la Terre: Gravimétrie, régime de contraintes et vibrations propres. Thèse de Doctorat, Université Paris 7.
Chlieh, M., Mothes, P., Nocquet, J.-M., Jarrin, P., Charvis, P., Cisneros, D., Font, Y., Collot, J.-Y., Villegas- Lanza, J.-C., Rolandone, F., Vallée, M., Régnier, M., Segovia, M., Martin, X., Yepes, H. (2014). Distribution of discrete seismic asperities and aseismic slip along the Ecuadorian megathrust. Earth Planet. Sci. Lett. 400, 292–301. doi:10.1016/j.epsl.2014.05.027
Font, Y., Segovia, M., Vaca, S., Theunissen, T. Seismicity pattern along the Ecuadorian subduction zone: New constrains from earthquake location in a 3D a priori velocity model (2013). Geophys. J. Int., 193 (1), 263-286 Gailler, A., P. Charvis, E. R. Flueh. 2007. Segmentation of the Nazca and South American plates along the Ecuador subduction zone from wide angle seismic profiles. Earth and Planetary Science Letters 260. 444 – 464
Hayes, G. P., D. J. Wald, and R. L. Johnson (2012), Slab1.0: A three‐dimensional model of global subduction zone geometries, J. Geophys. Res., 117, B01302, doi: 10.1029/2011JB008524.
Nocquet, J. M., Villegas-Lanza, J. C., Chlieh, M., Mothes, P. A., Rolandone, F., Jarrin, P., Yepes, H. (2014).
Motion of continental slivers and creeping subduction in the northern Andes. Nature Geoscience, 7(4), 287- 291.
Regnier, M., M. Macquet, P. Jarrin, J.-M. Nocquet, P Mothes, M. Vallée, M Ruiz, 2011. Local seismicity in the regiin of the Mw 8.8 1906 Colombia-Ecuador subduction earthquake: new evidences of the margin segmentation and of the depth of the coupled zone. AGU Fall Meeting Abstracts. 12/2011;
Reguzzoni M., Sampietro D. 2012. Moho estimation using GOCE data: a numerical simulation. In: International Association of Geodesy Symposia, Geodesy for Planet Earth. Kenyon SC, Pacino MC, Marti U (eds), 136:205- 214.
S2-4. – Producción científica relacionada al tema S2 S2-4.1. Artículos internacionales con comité de lectura
Chlieh, M., Mothes, P., Nocquet, J.-M., Jarrin, P., Charvis, P., Cisneros, D., Font, Y., Collot, J.-Y., Villegas-Lanza, J.-C., Rolandone, F., Vallée, M., Régnier, M., Segovia, M., Martin, X., Yepes, H.
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S2-4.2. Comunicaciones a congresos internacionales y nacionales
M. Segovia, Y. Font, M. Régnier, P. Charvis, A. Galve, Y. Hello, P. Jarrín, A. Oge, A. Pazmiño, M.C.
Ruiz, 2013. Taking the pulse of the Ecuador subduction zone near a locked patch. AGU Fall Meeting dec. 2013, San Francisco, USA.
S. Araujo, B. Valette, V. Monteiller, M. Ruiz, Seismic Travel-Time Tomography of the Northern Andean Volcanic Zone in Ecuador, 2014, EGU congress, Vienna, Austria
S2-4.3. Otros
Charvis, P. (2012). Suivre l’activité micro-sismique en Équateur. Sciences Au Sud, 63, Ed. IRD, p. 12.
20 S2-5. Actividades de formación
Doctorado
Mónica Segovia. « Imagerie microsismique d’une aspérité sismologique dans la zone de subduction Équatorienne ». Thèse de Doctorat de l’Université Nice Sophia Antipolis (codireccion: P. Charvis, M. Ruiz; M. Régnier et Y. Font). Defensa prevista en 2015.
Sebastian Araujo, Tomographie sismique multi-échelle: Application aux Zones Volcaniques des zones centrales et du Nord, (direction: B. Valette), Université Joseph Fourier, Grenoble, Defensa prevista 2016.
Master 2 (Universidad de Niza) y Maestría (EPN)
Barros, J.G. (2014-2015). “Influencia de modelos de velocidad 3D para la determinación hypocentral – Caso de la subducción del centro Ecuador”. Informe de Maestria de la Escuela Politecnica Nacional, Quito (tutora: Y. Font)
Ponce Adams, G. (2014). « Sismicité de la marge Équatorienne au large de Manta Équateur ». Informe de Master, Univ. Nice Sophia Antipolis, 40 p. (cotutores: M. Regnier, P. Charvis)
Otros (Tesis de grado, Pasantías, etc.)
Fuentes, D. (2014-2015). “Determinación hypocentral en 3D de la sismicidad en la zona de subducción (centro Ecuador) registrada en red microsísmica”. Diploma de Ingeniería de la Escuela Politécnica Nacional, Quito (tutora: Y. Font).
González, M. (2013). Evaluation of a seismic velocity model for the shallower layers of the Ecuadorian subduction margin in front of Manta city. Informe de pasantía Poincaré Junior – Observatoire de la Côte d’Azur, 16 p. (tutor: P. Charvis).
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TEMA S3
SISMOTECTONICA
Responsables del tema S3: Laurence AUDIN – Alexandra ALVARADO
Participantes 2012-14: L. Audin (ISTerre-IRD) A. Alvarado (IG-EPN et ISTerre), S. Baize (IRSN), C. Benavente (INGEMMET et ISTerre), H. Castro (INGEMMET), J. Champenois (Post-Doc-IRSN et ISTerre), S. Debard (DSI-IRD), M.Dietrich (CNRS, ISTerre), S.
Garambois (UJF, ISTerre), L. Pilatasig (IRIGIM), X. Quidelleur (. U. Paris Sud 11), H. Jomard (IRSN), L. Torlay (OSUG), H. Yepes (IG-EPN y ISTerre), P. Mothes (IG-EPN), F. Rolandone (ISTep), J.-M. Nocquet (Geoazur-IRD).
S3-1 Resumen del proyecto y objetivos del tema S3
El contexto tectónico de los Andes del Ecuador está sujeto a los efectos de la subducción de las placas Nazca y Cocos bajo la placa Sud Americana y probablemente influenciada también por el marco geodinámico del Caribe. La convergencia oblicua de la subducción frente al Ecuador es contemporánea con la expulsión del Bloque Andino hacia el NNE (Nocquet et al, 2014, Alvarado et al, sometido). Debido a que el Ecuador está sometido a un proceso de subducción rápida (velocidad de convergencia de 6 cm/año), está expuesto a un nivel de peligro sísmico elevado. La sismicidad relacionada al proceso de subducción está siendo estudiada desde hace varios años y es el objetivo de varios estudios, sin embargo la sismicidad cortical debido a la deformación de la placa superior (figura S3-1) ha sido poco estudiada y a veces hasta considerada como débil, en comparación a los sismos producidos en la interface de subducción. Pero la población está directamente expuesta a esta sismicidad intra-continental, que a pesar de no ser tan importante como la de subducción, es peligrosa, debido a que ella ocurre a poca profundidad y cerca de zonas densamente pobladas. El ejemplo más reciente es Haití en donde se mostró que las fallas activas deben ser consideradas dentro de los modelos de peligro sísmico. Las fallas que producen estos sismos, definidos por la sociedad como catástrofes naturales, son el objeto de nuestros proyectos, encuadrados dentro del LMI SVAN.
Los métodos que hemos usado para las investigaciones de este tema son muy diversos e incluyen trabajos de terreno (trincheras sismológicas, geomorfología y tectónica activa), técnicas geofísicas (sismología, principalmente en la relocalización de la microsismicidad, sísmica de reflexión, georadar), geocronología (dataciones con radiocarbón (C14) y potasio- argón (K-Ar)) y finalmente GPS e INSAR. Los primeros resultados obtenidos por estos métodos a lo largo del sistema de fallas NE-SW, que se extienden en los Andes ecuatorianos muestran un movimiento general del bloque Nord Andino hacia el NE con respecto a América del Sur, con una tasa en el orden de 10 mm/año. Por sus longitudes y sus velocidades individuales, algunas estructuras de este sistema son comparables a ciertas grandes fallas continentales conocidas en América del Norte (falla de San Andrés), en Turquía (falla Nor- Anatolia), o en Asia (ex. Faille de Kunlun).
Las actividades resumidas a continuación del tema S3 implican muchos participantes principalmente IG-EPN, UMR ISTerre y el IRD (particularmente la DSI, Dirección de
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Servicios Informáticos), pero además el Observatorio de Ciencias del Universo de Grenoble (OSUG), el Instituto de Radioprotección y Seguridad Nuclear (IRSN), el Instituto de Geología de Investigaciones Mineras y Metalúrgicas del Perú (INGEMMET), también el Laboratorio de Geocronología Multi-técnicas de Orsay (LGMT, Universidad de Paris 11), Geoazur y ISTep, Universidad Pierre et Marie Curie (Paris).
Figura S3.1.
Fallas activas en la región de Quito.
S3-2. Cinemática regional cuaternaria ligada a los grandes sistemas de fallas
El primer subtema fue abordado dentro del marco de la tesis de A. Alvarado (2012). Este se trata del estudio de la cinemática regional que, a la escala del Cuaternario, es dominada por la presencia de un gran sistema de fallas continentales, que se extienden desde el margen activo (Golfo de Guayaquil) hasta la frontera con Colombia (sistema Chingual-Cosanga-Pallatanga- Puná, CCPP). Numerosas fallas asociadas al proceso de extrusión del Bloque Nor Andino muestran una traza geomorfológica muy neta, pero no estaban mapeados ya que el acceso al terreno no permitía concluir sobre su actividad. El análisis en conjunto de fotos aéreas, de imágenes satelitales y de modelos digitales de terreno (MNT) a diferentes escalas nos permitió establecer un catálogo tectónico de estructuras mayores, homo-géneo y sistemático, y además determinar, en la mayoría de los casos, la cinemática de las estructuras activas en Ecuador a la escala del Cuaternario. Adicionalmente, hemos integrado la información disponible de sismológica (sismicidad y mecanismos focales) y de geodesia, gracias a las redes nacionales del p o dentro del contrato de post-doc IRSN-CNES que analizó los datos de imágenes radar (J. Champenois, 2012-2014). Esto permitió tener ajustes cinemáticos sobre el funcionamiento de estas estructura, cuantificar la deformación a diferentes escalas y comparar los procesos de deformación instantánea y acumulada a la escala del Cuaternario.
El sistema tectónico mayor del Ecuador Chingual-Cosanga-Pallatanga-Puná (CCPP) presenta una velocidad media de 7 a 8 mm/año con respecto a América del Sur. Los datos radar ENVISAT-ASAR (tratamiento PS-INSAR para el periodo 2003-2009), cerca del segmento de Pallatanga, pueden ser razonablemente modelados, considerando un desplazamiento relativo de los bloques de 9 mm/año alrededor de un falla dextral, bloqueada a 7 km (Champenois et al, en preparación). Las estructuras que definen este sistema tectónico mayor son princi- palmente transpresivas dextrales con una distribución neta de la componente transcurrente sobre las fallas de dirección NE-SW, y de la componente inversa sobre las estructuras de dirección NS. Este sistema tectónico mayor permite la extrusión hacia el N-NE del Bloque Nor-Andino. Los trabajos tectónicos, asociados a los resultados geodésicos, implican la exis-
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tencia y la definición de un nuevo micro bloque aislado, al oeste de la estructura CCPP, que es limitado a oeste por los sistemas inversos de Quito y Latacunga, y al este por las fallas del sistema Chingual-Cosanga, esto desde ~3 Ma (Alvarado et al, sometido, Nocquet et al, 2014).
Un segmento del sistema de fallas CCPP fue el objeto de un estudio paleosismológico de nuestro grupo, el mismo que demostró que este segmento (llamado de Pallatanga) ha producido 4 sismos de Mw>7 en los últimos 3500 años (Baize et al, 2014). A partir de estos datos, a mediano plazo (10000 años), el segmento en cuestión muestra que absorbe solo una parte del desplazamiento del Bloque Nor Andino (2.5 mm/año, es decir 25-30%) (Figura S3-2). Hacia el sur, ningún sismo mayor ha sido reportado históricamente (Mw>6) o instrumentalmente, sobre más de 300 km a lo largo de esta zona de falla. Hacia el norte, una falla (región de Pisayambo) localizada en la prolongación del segmento Pallatanga, mostró un deslizamiento muy localizado en el tiempo (entre el 17/03/2010 y el 02/04/2010). Este fue observado luego del análisis preliminar con el método PS-INSAR de los datos ALOS PALSAR (julio 2008 – marzo 2010) (Champenois et al, 2014, bajo revisión). El deslizamiento en superficie llega, según los resultados geodésicos preliminares, a una decena de centímetros. Este será coherente con un deslizamiento máximo de unos cuarenta centímetros sobre una falla dextra que buza 60° hacia el norte, una longitud de 8 km y limita en profundidad entre 0-2 km, que equivalente a una magnitud momento de un sismo de Mw-5.4.
Los datos sismológicos disponibles muestran que una secuencia sísmica se produjo durante el periodo analizado por el INSAR en un radio de unos 15 km, con un sismo particular el 26/03/2010, de Mw= 4.5 y otro evento de Mw=5. Queda por realizar la relocalización más precisamente los hipocentros de esta secuencia, para comprender si estos pueden ser relacionados a la falla observada con el INSAR. En el futuro se plantea la necesidad de cartografiar sobre el terreno las posibles deformaciones de superficie asociadas a este episodio de deformación y ver si ellas tienen relación con una falla geológica que muestra un desplazamiento acumulado significativo. Por otro lago a corto plazo, el análisis geodésico con el INSAR de la región de la falla de Pallatanga condujo a identificar una deformación muy importante ligada a la actividad magmática en el volcán Tungurahua y que se manifestó con una inflación de los flancos del mismo. Esta deformación se súper impuso a la tectónica. La extensión de la deformación fue muy concentrada (50 Km) pero la tasa fue superior en términos de velocidad de deformación (5 a 7 mm/año). Finalmente, una red GPS muy densa ha sido colocada en las zonas aledañas al segmento Cosanga, la misma que se extiende hasta la región amazónica. Estos datos que están en proceso de análisis permitirán también cuantificar el potencial sismogénico de esta estructura, adicionalmente, serán las primeras estimaciones de velocidad de acortamiento a lo largo de los cabalgamientos subandinos en el norte del país.
En conclusión nuestros trabajos muestran una relación con otros de los temas del LMI.
El sistema tectónico mayor Chingual-Cosanga-Pallatanga-Puná (CCPP) muestra una velocidad media de 7 a 8 mm/año con respecto al bloque Sud Americano. Las estructuras que le definen son principalmente transpresivas dextras, con una distribución neta de la componente transcurrente sobre las fallas de dirección NE-SW, y la componente inversa sobre las estructuras más NS. Este sistema tectónico mayor permite la extrusión hacia el nor este del Bloque Nor-Andino. Los trabajos tectónicos asociados a los resultados geodésicos implican la existencia y la definición de un nuevo microbloque, aislado sobre el flanco oeste de la estructura CCPP, que es limita al Oeste por el sistema de cavalgamientos de Quito y Latacunga y al este por las fallas del sistema Chingual-Cosanga desde aproximadamente 3 Ma. (Alvarado et al, sometido; Nocquet el al, 2014).
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Figura S3.2. Trinchera paleosismológica sobre el segmento de Pallatanga (Baiza et al, 2014).
S3-3. Deformación Plio – Cuaternaria de la Cordillera Costera
Este componente científico ha sido analizado en el marco de la tesis de Pedro Reyes (Reyes, 2013), este muestra la evolución y el levantamiento de la Cordillera Costera durante el Plio-Cuaternario. En un primer momento, se realizó un estudio geológico regional. A partir del análisis estratigráfico y estructural de las formaciones geológicas, se hizo un mapa geológico de la cordillera costera a una escala 1/500000 (Reyes y Michaud, 2012), el mismo que permitió establecer por primera vez relaciones estratigráficas y un esquema estructural a gran escala de esta región. En una segunda fase se realizó un estudio geomorfológico, para este efecto se analizaron: un MNT, imágenes satelitales y aéreas, el trabajo estuvo enfocado sobre la caracterización de la geometría de la red hidrográfica, la medida de la geometría de los valles y del perfil de los ríos a escala de la Cordillera Costera. En complemento, se midió el perfil longitudinal de las terrazas aluviales a lo largo del río Jama y se analizó la morfología de los conos aluviales que se depositaron al pie de los Andes sobre la planicie costera. Los resultados permitieron proponer una evolución del levantamiento de la Cordillera Costera. Las medidas de las incisiones relativas de los ríos sugieren que el levantamiento de la cordillera no fue homogéneo y que está segmentada en varios bloques en los cuales las tasas de levantamiento relativo son variables: los bloques del norte presentan las incisiones más importantes (Reyes et al, sometido). El análisis de los perfiles longitudinales de las terrazas aluviales del río Jama sugiere además una actividad neotectónica a lo largo de las fallas del sistema de Jama. El análisis del cono de Santo Domingo, situado a los pies de los Andes, revela una interacción entre el levantamiento de la cordillera costera y el relleno sedimentario de la planicie costera, y el resultado ha sido la reorganización de la red de drenaje en dos grandes cuencas hidrográficas: Guayas al sur y Esmeraldas al norte. A más largo plazo, la geología y la estratigrafía muestran que la parte sur ha sufrido una fuerte erosión (levantamiento?) que al norte. Se han puesto de manifiesto la presencia de varias discordancias a escala regional, que corroboran también el levantamiento heterogéneo de la cordillera Costera, desde el Plio- Pleistoceno, que dieron origen a un gran antiforme segmentado y controlado por fallas
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regionales que presentan una dirección próxima al movimiento hacia el NE-NNE del bloque Nord Andino.
S3.4. Sismotectónica de la región urbana de Quito
El cuarto componente del tema se refiere más específicamente al estudio neotectónico de la región de Quito. El análisis de marcadores morfológicos de la deformación y de la evolución de la red de drenaje, asociado a un trabajo de detalle de terreno y de dataciones nos permitió estudiar el sistema de fallas de Quito desde otra perspectiva. El sistema de cavalgamientos de Quito está formado por fallas inversas ciegas que producen en superficie una serie de pliegues en echelon con vergencia al oeste, afectado depósitos volcánicos de edad cuaternaria. Esta cinemática está confirmada por el análisis de la sismicidad superficial y local y por los mecanismos focales obtenidos a partir de los datos de la Red Sísmica Nacional RENSIG. Los datos GPS muestran una tasa de acortamiento EW de 4 mm/año, que se acomoda sobre esta estructura comprensiva particularmente activa a escala regional (Alvarado et al, 2014). En profundidad el sistema de fallas de Quito se conecta probablemente hacia el Oeste a la antigua sutura, que marca el límite de los terrenos oceánicos acrecionados al continente. El análisis de la red de drenaje resalta la propagación del sistema de fallas de Quito hacia el norte y hacia el este. Adicionalmente el análisis de edades de los depósitos deformados muestra claramente que estos procesos tectónicos ocurrieron el Cuaternario reciente. Este sistema activo de fallas, localizada bajo la capital del Ecuador representa una amenaza continua para la sociedad actual y los datos obtenidos ha permitido hacer un enlace con el componente peligro sísmico, que ha publicado un artículo sobre el análisis de la amenaza de esta falla (Beauval et al, en prensa).
Los resultados que aporta el estudio del PS INSAR con datos ERS, son coherentes con los datos sismológicos, geológicos y de GPS. Ellos muestran que la deformación de la falla de Quito es muy importante luego del periodo de mayo 1993 a septiembre 2000. Una modelización preliminar sugiere que la deformación medida por geodesia, puede ser explicada por el deslizamiento asísmico sobre una falla inversa que buza entre 50 y 55 ° hacia el oeste bajo la ciudad de Quito, con una taza de 4 mm/año . Desde un punto de vista puramente metodológico, la geodesia espacial por interferometría radar (permanent scattering) es un trabajo pionero para el estudio de la deformación continental en Ecuador donde esta técnica no ha sido puesta en práctica para temas tectónicos. Este método permite una cartografía de detalle que contribuirá a mejorar la cuantificación de la actividad de fallas, los modelos geodinámicos pre existentes, así como los trabajos futuros de zonación sismotectónica del país (Beauval et al, en prensa).
S3.5. Integración de datos geológicos y sismotectónicos para la modelización de la deformación cuaternaria.
El quinto subtema se refiere a la integración de los datos geológicos y sismotectónicos para alimentar los nuevos modelos locales y regionales de deformación cuaternaria para el Ecuador. Hemos caracterizado y definido 19 nuevas fuentes sismogénicas para la zona cortical continental. Estas fuentes, son en 3D, contienen los grandes sistemas de fallas y muestran una profundidad máxima de 40 km. A cada fuente corresponde un valor de magnitud y una cinemática característica de la deformación de la zona (Alvrado, 2012; Yepes et al, sometido).
Este aporte permitirá integrar la tectónica activa dentro de los futuros cálculos de peligro sísmico y ayudará a la definición de la amenaza sobre el territorio ecuatoriano. La integración de estos aspectos está en curso de desarrollo y serán definidos como una perspectiva para el
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futuro. Adicionalmente, este aspecto se muestra con una contribución bajo la forma de un work package, del proyecto ANR REMAKE sometido por P. Charvis en 2014.
S3-5. Referencias citadas
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S3-6. –Producción científica relacionada al tema S3 S-3-6.1. Artículos internacionales bajo comité de lectura
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Nocquet J-M., J. C. Villegas-Lanza, M. Chlieh, P. A. Mothes, F. Rolandone, P. Jarrin, D. Cisneros, A. Alvarado, L. Audin, F. Bondoux, X. Martin, Y. Font, M. Régnier, M. Valle, T. Tran, C.
Beauval, J. M. Maguia Mendoza, W. Martinez, H. Tavera & H. Yepes, 2014. Motion of continental slivers and creeping subduction in the northern Andes. Nature Geoscience 7, 287-291. Doi:
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Blanco R. , K. Pedoja, C Witt, J. Martinod, L. Husson, V. Regard, Audin L. , M. Nexer, B. Delcaillau, M. Saillard, D. Melnick, JF Dumont, E. Santana, E .Navarrete, C. Martillo, M. Pappalardo, L. Ayala, A. Feal-Pérez, J F. Araya-Vergara, I. D. Correa, and I. Arozarena, 2013. A geodynamic and geological introduction to the Coast of South America through the perspective of Quaternary stair- case coastal landscape. South and Central America [Paper #GeomRC-718R1] Book contribution.
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Alvarado A., Audin L., JM. Nocquet, Jaillard E., Mothes P., Jarrin P., M. Segovia, and Cisneros D.
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Reyes P., Dauteuil, O., Michaud, F. The Relative Uplift along the Coastal Cordillera of Ecuador. Soumis à International Journal of Earth Sciences.
S3-6.2 Documentos a congresos internacionales y nacionales
Audin, L., A. Alvarado, JM Nocquet, S. Lagreulet, M. Segovia, Y. Font, H. Yepes, P. Mothes, F.
Rolandone, P. Jarrin, and X. Quidelleur, 2014. Active tectonics in Quito, Ecuador, assessed by geomorphological studies, GPS data, and crustal seismicity. EGU, Vienna, Austria. Poster TS5.1/NH4.10/SM2.7.
Champenois, J., L. Audin, S. Baize, J.-M. Nocquet, A. Alvarado, 2013. Interseismic deformations along Ecuador active fault systems: Contribution of space-borne SAR Interferometry. T22A-01. AGU Meeting of the Americas, Cancun, Mexico.
Champenois, J., S. Baize, L. Audin, V. Pinel, A. Alvarado, H. Jomard, H. Yepes, 2013. Crustal-scale active deformation along the Ecuadorian Andes using Persistent Scatterers SAR Interferometry.
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Pinel, V., J. Champenois, S. Baize, L. Audin, H. Jomard, A. Hooper, H Yepes, 2014. Large crustal- scale inflation of Tungurahua volcano (Ecuador) revealed by SAR interferometry. Cities on volcanoes, 9-13 sept. 2014, Yogyakarta, Indonesia.
Figure S3.6.
http://neotec-opendata.com Plateforme en ligne
S3-6.3. Otros productos
Reyes, P., Michaud F., Mapa Gologico de la Margen Costera Ecuatoriana (1:500000), EP PetroEcuador –IRD eds, Quito Ecuador.
Realización de una página web NEOTEC. Proyecto Spirales del IRD y cooperación bilateral Perú y Ecuador (PI Audin). Este proyecto tiene el objetivo de establecer y difundir de forma perenne las bases de datos de fallas activas « PMA » y « GEM », las cuales fueron publicadas hace tiempo pero que permanecen poco visibles (Audin et al., 2013; Audin et al., sometido a SAGEO). En este
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proyecto se piensa poner a disposición y en acceso libre (figura S3-6) los datos válidados en un servidor web tipo « cloud » con el objetivo de difundir ésta información de manera amplia. En paralelo, estamos desarrollando un servidor fijo para los datos en espera de ser validados. Una pareja investigador - ingeniero GIS ha sido formado en cada uno de los sitios del proyecto (Perú, Ecuador, OSUG), y se reune en forma de comité científico y técnico todos los años desde 2012 entre el IG en Quito y el INGEMMET en Perú. Esta base de datos « fallas activas » es única y disponible por la primera vez a la escala de todo el continente sudamericano y será implementada por varios años por los participantes del proyecto. Este proyecto implica una gestión centralizada para asegurar la neutralidad de los sitios, las interacciones entre los países participantes en América del Sur y la formación de nuestras contrapartes en la gesrtión del servidor SIG para fines de cartografía. Otros datos instalados: Catálogo de sismicidad (Beauval et al., 2013), se puede agregar datos disponibles suplementarios si han sido publicados (mapa de volcanes activos en Ecuador y Perú), flujo RSS de la sismicidad del USGS, etc.)
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S3-7. Actividades de formación Doctorados y post doctorados
Perrault, M., 2013-14. « Vulnérabilité du bâti à Quito ». Post-doctorado financiado por el proyecto SEMPLADES, collaboracion con P. Guéguen (ISTerre).
Champenois, J. 2012-2014. « Crustal active deformation along the Ecuadorian Andes after Persistent Scatterers SAR Interferometry”. Post-doctorado bajo la supervisión de L. Audin y S. Baize. Co- financiamiento IRSN-CNES.
Reyes P., 2013. « Evolution du relief le long des Marges Actives: Etudes de la Déformation Plio- Quaternaire de la Cordillère Côtière d’Equateur ». Tesis de doctorado, Univ. Nice Sophia Antipolis, Beca BEST IRD (Direccion: F. Michaud y O. Dauteuil), defensa en Abril 2013.
Alvarado, A. 2012. « Néotectonique et cinématique de la déformation continentale en Equateur ». Tesis de doctorado, Univ. Joseph Fourier, Grenoble (codireccion: L. Audin y J. M. Nocquet). Beca BEST IRD. Collaboracion con Hugo Yepes sobre aspectos Geodynamica et Zonacion sismotectonica, defensa prevista en 2014.
Masters 1 y 2, y Maestria EPN
Kauffman, P. Mémoire de Master 2, Univ. Paris VI (cotutores: S. Baize y L. Audin).
Lagreulet, S. (2012). Dating Quaternary deformation in Quito based on K/Ar Cassignol-Gillot. Informe de Master 2, Univ. Paris XI (cotutores: L. Audin y X. Quidelleur).
Marinière, J. (2014). « Estimation de l’aléa sismique probabiliste (PSHA) dans la Cordillère Équatorienne, le cas de la ville de Riobamba », Informe de Master 2, EOST Strasbourg (cotutores:
C. Beauval, L. Audin, H. Yepes), 31 p.
Cursos y seminarios
Curso de 2 dias, « Georadar y metodos de prospeccion geofisica de subsurperficie ». 2013. 16 h de cursos dictados por S. Garambois y M. Dietrich en el IG-EPN
Visita de los responsables del Master Investigacion, Master Pro y Master ERASMUS MEEES de Grenoble al IG Quito, 2013.
Champenois, J. (Nov. 2013). Contribution of Spaceborne SAR Interferometry for hazards assessment in Ecuador. IG-EPN, Quito.
Jomard, H. (Nov. 2013). Seismically induced Landslides. IG-EPN, Quito.
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TEMA S4
GEOFÍSICA MARINA
Responsable del tema S4: Jean-Yves COLLOT
Participantes 2012-14: J.-Y. Collot (Géoazur-IRD), A. Alvarado (IG-EPN), N. Béthoux (Géoazur-UNSA), P. Charvis (Géoazur -IRD), Y. Font (Géoazur-IRD), A. Galve (Géoazur- CNRS), Y. Hello (Géoazur-IRD), P. Jarrin, (IG-EPN), B. Marcaillou (Géoazur-UAG), F.
Michaud (Géoazur-UPMC), J.-M. Nocquet (Géoazur-IRD), A. Ogé (Géoazur-OCA), A.
Pazmiño (INOCAR), J-N. Proust (Géosciences Rennes-CNRS), G. Ratzov (DO-IUEM), M.
Régnier (Géoazur-IRD), A. Ribodetti (Géoazur-IRD), M. Ruiz (IG-EPN), L. Schenini (Géoazur-IRD).
S4-1. Resumen del proyecto y de los objetivos del tema S4
En acuerdo con los temas de investigación del LMI, el tema S4 está relacionado con el estudio de la amenaza sísmica y la geodinámica de la subducción usando los métodos de las geociencias marinas, así como el apoyo a la formación de grado de Maestría y Doctorado con el objetivo de promover la creación de un grupo ecuatoriano dedicado a la investigación en geología-geofísica marina. Las campañas francesas de geofísica marina se iniciaron en los años 2000 (IRD-CNRS-IFREMER) y se han realizado en cooperación con el INOCAR y estudiantes de la EPN y de la ESPOL. Estas campañas han permitido la obtención de conocimientos importantes sobre la geometría y las propiedades físicas de la interface de subducción, así como sobre la geomorfología y el régimen tectónico de la margen ecuatoriano-colombiana, especial- mente gracias al tratamiento de los datos adquiridos durante la campaña ATACAMES (figura S4-1). Actualmente, la dinámica del LMI permite continuar estas investigaciones en el marco de un conocimiento mejorado de la sismicidad, del acoplamiento intersísmico y de la neotectó- nica costera. Estas investigaciones tocan cuatro subtemas: a) la evolución temporal de la sismi- cidad mediante instrumentación mar-tierra; b) el rol del canal de la subducción en la sismo- génesis; c) la influencia de las relaciones tectónica-clima sobre la dinámica de construcción destrucción de un margen convergente; d) la paleosismología submarina y el ciclo sísmico.
Los equipos científicos y técnicos que participan en este tema comprenden miembros de Geoazur, del IG-EPN y del INOCAR. El IG-EPN ha brindado equipamento y un apoyo técnico importante para la instalación y el mantenimiento de la red de 6 sismómetros en tierra. El INOCAR ha brindado la infraestructura para la preparación de los OBS en tierra, el almacenaje de los equipamentos y sobre todo los barcos que han permitido el lanzamiento y recuperación de los instrumentos en mar. En total nos hemos beneficiado de 20 días de barco. Es importante también precisar que algunos aspectos de este tema son abordados dentro del marco de la convención SHE-IRD que permite el acceso a los datos petroleros, y de una convención ESPOL-IRD para el desarrollo de un laboratorio de geociencias marinas.
S4-2. Sismicidad y sismos lentos: projecto OSISEC
La sismicidad de fondo (o microsismicidad) es un indicador de la actividad de las fallas sismogénicas, sin embargo, ésta no es aun bien comprendida. A lo largo de la subducción ecuatoriana la microsismicidad es densa, pero parece producirse en largos nidos sismicos de
