Ciencias de la Tierra Sólida

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Genèse et évolution pétrologique des magmas émis au cours de l’histoire éruptive récente du volcan Ubinas (Pérou méridional): contribution à l’évaluation des aléas éruptifs
(Universidad Blaise Pascal, 2000-06-29) Rivera, Marco; Gerbe, Marie Christine; Thouret, Jean-Claude; Gourgaud, Alain
La genèse des magmas dans les zones de subduction est considérée comme un processus complexe. Les hypothèses actuelles peuvent être résumées soit par (1) cristallisation fractionnée à partir d’un magma basaltique primaire, soit par (2) fusion partielle de la croûte continentale inférieure, soit par (3) fusion partielle du coin de manteau situé au-dessus de la zone de subduction sous l’effet des fluides libérés par la déshydratation de la plaque plongeante, soit par (4) fusion partielle de la croûte océanique subductée. De plus, des phénomènes postérieurs de contamination crustale et de mélange magmatique compliquent le modèle de genèse de ces magmas (Wilson, 1994). Au Pérou, en Bolivie et un nord du Chili, la subduction de la plaque de Nazca sous la marge sud-américaine donne naissance à un volcanisme plio-quaternaire très important constituant la Zone Volcanique Centrale des Andes (CVZ), dont fait partie le strato-volcan Ubinas (16º 22' S, 70º 54' W; 5672 m). Ce volcan est considéré comme le plus actif du Pérou méridional avec 23 épisodes d'intense activité fumerollienne et d'émissions de cendres répertoriés depuis 1550 (Rivera et al., 1998).
Palabras clave:Petrografía Geología Volcanes
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Aproximación a un modelo detallado de la sismicidad en el Perú: características y evaluación de la energía sísmica liberada
(Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2002) Bernal Esquia, Yesenia Isabel
El borde Oeste de Sudamérica y por ende el Perú, forma parte del Cinturón de Fuego del Pacifico, conocido por su alto potencial sísmico e importante actividad volcánica. La sismicidad presente en Perú, debe su origen al proceso de convergencia entre las placas de Nazca y Sudaméricana, la misma que se realiza a velocidades del orden de 8 cm/año. Este proceso dio forma a la actual topografía de Perú caracterizada por la presencia de la Cordillera de los Andes, la misma que se constituye como fiel ejemplo de una tectónica dinámicamente activa. Como resultado de este continuo proceso en el Perú ocurre un gran número de terremotos de diversas magnitudes a diferentes niveles de profundidad; por lo tanto, resulta de importancia conocer en detalle las características de esta sismicidad. En este estudio se hace uso de una base de datos sísmicos extraída de los catálogos de Engdahl (periodo 1964-1995) y del Instituto Geofísico del Perú (año 1996) para analizar las características de la distribución espacial de los sismos y su relación con el proceso de subducción de la placa de Nazca por debajo de la Sudamericana (mb≥5.0). Asimismo, se evalúa y cuantifica los niveles máximos de energía liberada por los sismos ocurridos a diferentes rangos de profundidad. Los resultados muestran la existencia de tres fuentes sismogénicas que dan origen a los sismos de foco superficial, intermedio y profundo. Los sismos asociados al contacto de placas y deformación de la placa oceánica, han permitido configurar la geometría del proceso de subducción llegando a verificarse la presencia de dos modos de subducción, una denominada subhorizontal y otra normal, ambas sugerida por diversos autores (Cahill y Isacks, 1992; Tavera y Buforn, 1998; Tavera y Buforn, 2001). Asimismo, los datos sugieren que a la latitud de 10ºS, a una distancia de 700 dm desde la fosa y a profundidades de 120-150 km, la placa de Nazca estaría soportando un proceso de doblamiento debido a fuerzas derivadas de su mismo peso. La distribución de las curvas de iso- energía coincide con la geometría de las fuentes sismogénicas, siendo los valores máximos de energía sísmica liberada debido a la ocurrencia de sismos de magnitud elevada. La evaluación del número de sismos y sus respectivos porcentajes de energía, sugieren que la frecuencia sísmica y la cantidad de energía sísmica liberada dependen de la magnitud de los sismos. Por otro lado, métodos como el propuesto por Tusboi sugiere que para el Perú es difícil establecer y proponer periodos medios de acumulación de energía y ocurrencia de grandes sismos debido a la complejidad de los procesos que les dan origen, siendo estos por demás heterogéneos. Sin embargo, de acuerdo a la geometría de cada una de las fuentes sismogenicas presentes en Perú, los sismos pueden liberar mayor o menor energía a diferentes niveles de profundidad. El método de gráficos polares sugiere que los departamentos ubicados frente a la línea de costa serían mayormente afectados por la fuente sismogénica que considera a los sismos de subducción; mientras que, los departamentos del interior serían afectados por sismos asociados a fallas activas. Dentro del campo de la ingeniería sísmica, el Mapa de Zonificación Sísmica Preliminar, proporciona importante información a tener en cuenta en futuros planes de prevención y mitigación a aplicarse a cada departamento de Perú. Los departamentos de Arequipa, Ica, Lima y Ancash han sido identificados como de Alta Sismicidad.
Palabras clave:Sismología Sismicidad Tectónica de placas
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Análisis de la distribución del valor de "b" en la zona de subducción de Perú
(Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2002) Heras Muchica, Hernán Lucas; Tavera, Hernando
En este estudio, se realiza un análisis de la distribución espacial de la sismicidad (0ºS - 20ºS) asociada al proceso de interacción de las placas de Nazca y Sudamericana dentro del proceso de subducción presente en Perú (h<=60km), con la finalidad de identificar las áreas más probables para la ocurrencia de futuros terremotos de magnitud Ms >= a 7.2. Estas áreas se presentan asociadas como gaps sísmicos también conocidos en términos de ruptura sísmica como Asperezas. Para tal objetivo, se hace uso de la hipótesis de que los valores anómalos de b<=0.6 obtenido probabilisticamente a partir de la distribución frecuencia – magnitud definida por Gutenberg y Richter (1944, 1954) permite identificar asperezas. El valor de b, es obtenido aplicando la metodología desarrollada por Wiemer y Wyss (1997). La base de datos utilizada considera 1200 sismos ocurridos entre 1964 y 1999 con un umbral mínimo de magnitud de 3.5Ms. Estos datos corresponden a los catálogos del IGP, NEIC y Engdahl. Los resultados obtenidos en este estudio han permitido identificar, para la zona de subducción de Perú, la presencia de siete asperezas de diferente dimensiones y se ubican en la región Norte: en el limite de Perú y Ecuador (2.5 – 3ºS), frente a la costa Sur de Piura (6.5º -7ºS), costa de Ancash (10º - 11ºS) y costa Norte de Lima (12º - 13ºS). En la región Central, las áreas se encuentran en el limite de Lima e Ica (13.5º-14ºS), a lo largo de la costa de Ica (15º -16.5ºS) y finalmente, en la región Sur frente a la costa de Arequipa (17º y 18ºS). Para estas áreas, los terremotos presentan periodos de retorno de 50 años aproximadamente. Las áreas con periodos retorno del orden de 100 a 150 años se ubican frente a la costa de La Libertad (8ºS), costa Central de Lima (13ºS) y en el extremo Norte de la costa de Arequipa (17ºS).
Palabras clave:Zonas de subducción Placas tectónicas Sismología
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Análisis de la actividad sísmica en la región del volcán Sabancaya y los sismos de Maca (1991), Sepina (1992) y Cabanaconde (1998)
(Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2002) Antayhua Vera, Yanet Teresa; Tavera, Hernando
La región Sur de Perú se caracteriza por presentar un importante número de volcanes que han mostrado importante actividad en siglos pasados. De estos volcanes, el de reciente actividad es el Sabancaya, el mismo que forma parte del gran Complejo Volcanico Ampato-Hualca Hualca y se ubica a 30 km al SW de la localidad de Chivay y a 80 km de la ciudad de Arequipa. Después de 200 años, el volcán Sabacaya ingresa a una etapa de reactivación en 1986 con intensa actividad fumarólica acompañado de importante actividad sísmica. En Abril de 1990, el Instituto Geofísico del Perú instala cinco estaciones sísmicas temporales alrededor del volcán Sabancaya que funcionaron de manera irregular hasta 1993, fecha en la cual se instala la Red Sísmica Telemétrica (RSTS) compuesta por 3 estaciones de periodo corto y que estuvo operativa hasta finales de 1995. Durante ambos periodos, se obtuvo un gran número de señales registradas en papel ahumado y formato digital, las mismas que fueron clasificadas de acuerdo a Minakami (1974) en señales de tipo A, B, C, periodo largo y tremores. Asimismo, durante el periodo de operatividad de la RSTS se registro 212 sismos tectonicos, los mismos que se distribuyen sobre fallas y lineamientos presentes en Pampa Sepina ubicada a 5 km en dirección NE del volcán Sabancaya. Los sismos presentan magnitudes ML menores a 3.0 y profundidades máximas de 24 km. La información geológica, las observaciones visuales del proceso eruptivo del volcán y las características de la sismicidad, sugieren que la cámara magmática del volcán Sabancaya habría sido de menor volumen y que la deformación superficial presente en Pampa Sepina, asociada a la importante actividad sísmica registrada entre 1993 y 1995, tendría su origen en los esfuerzos resultantes de la presión que ejerció el magma sobre las capas superficiales durante su propagación antes de llegar a la cámara magmática. Durante el periodo de funcionamiento de la RSTS, no se registró sismos tectónicos con posible origen en el interior del cono volcánico. La importante deformación superficial presente en Pampa Sepina, presentó su culminación con la ocurrencia de dos sismos de magnitud moderada en Julio de 1991 y Febrero de 1992, ambos conocidos como sismos de Maca (5.4mb) y Sepina (5.0mb). Estos sismos, corresponden a fallas inversas con gran componente de desgarre y ejes de presión y Tensión prácticamente horizontales y con orientación NS (eje 'I) y E-W (eje P). Esta distribución de esfuerzos es coherente con la compleja deformación que se produjo en toda Pampa Sepina, paralela al proceso eruptivo del Volcán Sabancaya. Asimismo, la deformación local estuvo acompañada de otro sismo ocurrido en Abril de 1998 (5.2mb) con origen en la falla Solarpampa (sistema de fallas Huambo-Cabanaconde). El mecanismo focal obtenido es de tipo normal con planos orientados en dirección E-W y ejes de Tensión horizontal N-S, coherente con la orientación de los esfuerzos regionales presentes alrededor del volcán Sabancaya y Pampa Sepina. Las 17 réplicas localizadas con una red sísmica temporal compuesta 3 estacions sísmicas (Instituto Geofísico de la Universidad Nacional de San Agustín), sugieren que la falla Solarpampa alcanza profundidades menores a 15 km con plano inclinado en dirección Sur, coherente con la orientación de las fallas coherentes en esta región.
Palabras clave:Sismicidad Volcanes Vulcanología
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La magnitud de sismos locales y regionales ocurridos en Perú a partir de la onda LG y la duración de su registro. Efectos y daños en la ciudad de Moquegua debido al sismo de Arequipa del 23 de junio de 2001
(Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2003) Ccallo Huaquisto, Freddy Javier
En el presente estudio se propone procedimientos prácticos y rápidos para estimar el tamaño de los sismos ocurridos a distancias locales y regionales y registrados por las estaciones de periodo corto y banda ancha que integran la Red Sísmica Nacional del Perú (RSN) a cargo del Instituto Geofísico del Perú. Para tal objetivo, se ha utilizado una base de datos de 700 sismos ocurridos en Perú entre los años 2000 y 2001 (formas de onda y parámetros hipocentrales). El cálculo de la magnitud mb(Lg) se ha realizado a partir de la amplitud y periodo de la onda Lg identificada en registros obtenidos de 8 estaciones de banda ancha (BB) y 1 de periodo corto (SP); mientras que, la magnitud ML(D) se ha utilizado el tiempo total de duración del registro de los sismos para 9 estaciones de periodo corto (SP). Los resultados obtenidos para la magnitud de los sismos ocurridos en Perú muestran total coherencia en comparación con los valores reportados por agencias internacionales (NEIC y ISC). El uso de la onda Lg ha permitido estimar valores de magnitud para sismos tan pequeños como 2.5 mb(Lg). El caso de la duración del registro de los sismos ha permitido obtener dos relaciones, una que considera únicamente la duración y otra la distancia epicentral y la profundidad del foco. Estas relaciones facilitarán enormemente el cálculo rápido de los parámetros hipocentrales de sismos ocurridos en el Perú por parte del CNDG (Instituto Geofísico del Perú). Los valores de magnitud son correlacionados con otras como la mb(Lg), mb y Ms. Además, en este estudio se presenta los resultados obtenidos de la evaluación de las Intensidades Macrosismicas en la escala MSK, producidos por el sismo de Arequipa del 23 de Junio de 2001 en las ciudades de Moquegua y Tacna. Con la información disponible se ha elaborado mapas de intensidades máximas, antigüedad de viviendas y niveles de daños en las construcciones. Los resultados indican que la intensidad máxima producida por el sismo de Arequipa fue de 6 a 7 MSK, la misma que afecto principalmente a viviendas antiguas o construcciones con material precario en áreas geológicamente inestables.
Palabras clave:Sismología Sismicidad Magnitud sísmica
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Desarrollo de una estructura para una base de datos sísmicos en el sistema Oracle y consulta a partir de aplicaciones CGI. Estimación de la relación atenuación-intensidad para sismos en el Perú
(Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2003) Valdivia Polanco, Igor Alberto; Tavera, Hernando
En este estudio se propone desarrollar la estructura para una Base de Datos Sísmicos haciendo uso del “Software de Base de Datos Oracle versión 8i”, a fin de almacenar y administrar la información sísmica del Centro Nacional de Datos Geofísicos del Instituto Geofísico del Perú (CNDG - IGP). Una vez creada la Base de Datos, esta podrá ser consultada a través de la Internet, empleando para ello aplicaciones CGI. Asimismo, como parte de este estudio se calculó relaciones Atenuación – Intensidad para los sismos ocurridos en Perú, para los cuales se ha establecido un modelo elipsoidal y circular para la atenuación de la intensidad. El desarrollo de la sismometría ha permitido que el Instituto Geofísico de Perú cuente con una Red Sísmica Nacional compuesta por 31 estaciones sísmicas (20 de periodo corto y 11 de banda ancha) distribuidas en todo el país. Debido a este gran número de estaciones, el Centro Nacional de Datos Geofísicos (CNDG) cuenta con un gran volumen de información sísmica que considera archivos con formas de onda, lectura de fases, parámetros hipocentrales, catálogos sísmicos, informes técnicos así como, estudios de grandes sismos y de sismicidad. Para la organización y administración de este tipo de información se utiliza el software de base de datos Oracle y su tecnología Objeto – Relacional. Como resultado se ha estructurado un Banco de Datos Sísmicos en tablas, las mismas que se encuentran relacionadas una con otra formando un esquema Relacional y en las cuales se ha almacenado toda la información del CNDG tanto de tipo estructurado como no – estructurado; es decir, números, caracteres, datos alfanuméricos, archivos gráficos, de texto y archivos binarios. Oracle es apoyado en una muy sofisticada arquitectura interna la cual esta organizada en un potente servidor de base de datos que paralelamente realiza labores Web; por lo tanto, es fácil de ser acoplada a Internet, esta característica ha permitido desarrollar consultas dinámicas a la base de datos con aplicaciones ejecutadas dentro del servidor mediante un conjunto de programas CGI. La estructura de la Base de Datos Sísmicos del CNDG – IGP desarrollada en este estudio, se encuentra operativa en el servidor “Clima” y puede ser libremente consultado por Internet a la siguiente dirección electrónica; http://clima.igp.gob.pe/cndg/index.htm. En esta dirección los usuarios podrán disponer de toda la información sísmica existente en el CNDG, desde formas de onda hasta informes técnicos –científicos. Asimismo, en este estudio se propone dos relaciones Atenuación – Intensidad para sismos ocurridos en Perú a partir de la metodología propuesta por Ambraseys (1985). Además, se ha definido que los sismos con origen en el proceso de subducción obedecen a un modelo de atenuación de la intensidad de tipo elipsoidal con eje mayor paralelo a la línea de costa; mientas que, los sismos con origen en la deformación continental desarrollan una atenuación de tipo circular. Estas relaciones permitirán obtener valores de intensidad teóricos para sismos ocurridos en Perú, con sólo conocer de la distancia epicentral y la magnitud Ms del sismo.
Palabras clave:Sismología Intensidad sísmica Oracle (Programa de computadora)
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Cálculo de la energía liberada por sismos a distancias telesísmicas mediante el método de la integral del espectro de potencia de las ondas de volumen
(Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo, 2005) Ordóñez Piscoya, Jorge Armando; Tavera, Hernando
La energía sísmica irradiada de la fuente sísmica es la información más importante a utilizar para conocer el tamaño del sismo. La metodología propuesta en este estudio para calcular la energía sísmica de eventos telesísmicos y por ende su magnitud energía (Me), es rápida, confiable y de fácil manejo ya que utiliza como parámetro de entrada las formas de onda del registro del sismo en estaciones ubicada a distancias comprendidas entre 30°< Δ <90°... [En este estudio] se propone una metodología para calcular la energía sísmica a distancias telesísmicas la misma que ha sido estructurada en un programa elaborado con el lenguaje de programación Matlab 6.5 en un entorno grafico y numérico. La metodología permite calcular la energía sísmica a partir de la integral del espectro de potencia del registro del movimiento del suelo en velocidad.
Palabras clave:Geofísica Sismología Ondas sísmicas
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Análisis de los niveles de ruido sísmico en estaciones sísmicas de banda ancha de la Red Sísmica Nacional del Perú
(Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2006) Cutipa Vargas, Graciano Elard; Tavera, Hernando
Se ha estudiado y analizado los niveles de ruido sísmico presente en los registros de 9 estaciones sísmicas de Banda Ancha de la Red Sísmica Nacional (RSN) a cargo del Instituto Geofísico del Perú (IGP) que vienen funcionando desde 1996. La calidad de los registros han sido analizados dentro del rango de frecuencias de 0.01 a 10 Hz. Las curvas de Densidad de Potencia Espectral (PSD) han representado ser una herramienta útil para evaluar la calidad de la señal sísmica e identificar las frecuencias en las cuales predominan los diferentes tipos de ruidos. La calidad de los registros sísmicos van ha depender fundamentalmente del tipo de suelo sobre el cual se encuentra ubicado que el sensor sísmico y de la distancia de la estación sísmica a las principales fuentes de ruido ya sean de tipo natural ó artificial; así mismo, de la ubicación del sensor dentro de pozos túneles o en la superficie del terreno. Los resultados obtenidos ha demostrado que dentro el rango de frecuencias entre (1 y 10 Hz.) el incremento en las amplitudes del nivel de ruido están relacionados con la presencia de los ruidos de alta frecuencia producido por la actividad diaria del hombre (ruido cultural), lluvia, viento y el tipo de suelo sobre el cual se encuentra ubicado el sensor sísmico. Las estaciones sísmicas que presentan mayores amplitudes en este rango de frecuencias son PUC, CTH y CAJ ya que estas se encuentran sobre suelos poco consolidados y cerca de fuentes de ruido cultural (centros poblados y carreteras). Sin embargo, para el rango de frecuencias entre (0.1 a 1 Hz.) el ruido esta relacionado con las ondas oceánicas producidas por el fuerte oleaje en el interior del océano, la mayoría de las estaciones sísmicas de Banda Ancha en este rango de frecuencias presentan bajos niveles de ruido y cercanas a la curva de mínimo valor establecida por Peterson (1993). Esto se debería posiblemente a que las estaciones se encuentran en continente y alejadas de esta fuente de ruido natural.
Palabras clave:Sismología Estaciones sismológicas Ruido sísmico
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Cálculo de la magnitud local (ML) a partir de registros de aceleración usando la técnica de deconvolución y relación de magnitudes
(Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2008) Cahuari Begazo, Angélica Ysabel; Tavera, Hernando
En el presente estudio se propone una metodología práctica y rápida para estimar la magnitud local (ML) de sismos ocurridos a distancias cortas y registrados por las estaciones acelerométricas que integran la Red Sísmica Nacional a cargo del Instituto Geofísico del Perú. Los registros de aceleración fueron corregidos por su respuesta instrumental y luego usando la técnica de deconvolución y convolución, se ha simulado registros para un sismógrafo del tipo Wood-Anderson a fin de determinar la magnitud ML aplicando la relación propuesta por Richter (1935). Para corregir el termino de atenuación (-LogAo) se ha evaluado las tablas propuestas por Richter (1958), Jennings y Kanamori (1983), Hutton y Boore (1987) y Espinoza (1989). Se ha utilizado una base de datos 72 sismos ocurridos en Perú entre los años 2003 y 2006, todos registrados por acelerómetros ubicados en la ciudad de Lima: Ñaña (NNA), CISMID (CIS), Molina (MOL) y Callao (CAL). Los resultados obtenidos para ML utilizando registros de aceleración y los métodos de Richter (1935) y Jennings y Kanamori (1983) muestran coherencia con los valores de magnitud ML(d) reportados por el Instituto Geofísico del Perú. De manera complementaria, en este estudio se presentan relaciones de conversión entre magnitudes ML(d), mb, Ms, Mw y Mo utilizando como base de datos los valores de magnitud de 112 sismos ocurridos en Perú entre los años 1990 al 2005. El método utilizado fue estadístico y permitió obtener 20 relaciones de magnitudes que serán de gran utilidad para complementar y homogeneizar base de datos sísmicos.
Palabras clave:Sismología Estaciones sismológicas Sismometría
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Detección, localización y análisis de sismos tsunamigénicos: Sistema de Alerta de Tsunamis Tremors
(Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2008) Yauri Condo, Sheila Alodia; Tavera, Hernando
En el presente estudio, se desarrollan los conceptos relacionados a la dinámica de generación, propagación e inundación de los Tsunamis. Asimismo, se discuten las bases físico-matemáticas en la que se sustenta el algoritmo del sistema de alerta temprana de tsunamis denominado TREMORS (Tsunami Risk Evaluation Through Seismic Moment from a Real-Time System) el cual forma parte del Sistema Nacional de Alerta de Tsunamis del Perú (SNAT) y que funciona en convenio entre la Dirección de Hidrografía y Navegación de la Marina de Guerra del Perú (DHN) y el Instituto Geofísico del Perú (IGP)...
Palabras clave:Sismología Tsunamis Evaluación de riesgos
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Modelos de velocidad unidimensionales para las regiones norte, centro y sur de Perú, a partir de la inversión de los tiempos de arribo de las ondas P y S de sismos locales
(Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2009) Villegas Lanza, Juan Carlos; Tavera, Hernando
El Perú, por su ubicación geográfica, es uno de los países con mayor potencial sísmico a nivel mundial; por tal motivo, resulta de suma importancia para la elaboración de estudios de sismicidad, tectónica y riesgo sísmico, contar con información precisa acerca de los parámetros hipocentrales que definen la localización de un sismo. Dicha precisión, desde el punto de vista sismológico puede obtenerse, si se cuenta con un modelo de velocidad propio de la zona de estudio. En este sentido, el Perú no cuenta con modelos de velocidad apropiados para cada región; mas aún, la región Norte del país carece de un modelo propio de la zona, por lo que muchos autores suelen recurrir a modelos adaptados que no proporcionan localizaciones confiables y no garantizan una óptima precisión en sus resultados. En el presente estudio, con la finalidad de definir modelos de velocidad que proporcionen mayor precisión en el cálculo de los parámetros hipocentrales, se lleva a cabo la determinación de tres modelos unidimensionales, para las regiones Norte, Centro y Sur de Perú, a partir de la inversión de los tiempos de arribo de las ondas P y S, utilizando la técnica de mínimos cuadrados amortiguados, propia del algoritmo Velest, del cual se hace uso en el presente estudio. La base de datos utilizada, corresponde a eventos registrados por redes sísmicas locales, instaladas por el Instituto Geofísico del Perú (IGP) en las regiones de estudio. De esta manera, para la región Norte se contó con un total de 2897 tiempos de arribo de ondas P y S (547 sismos), para la región Central con 1425 (265 sismos) y para la región Sur con 811 (217 sismos). El procedimiento llevado a cabo consistió en evaluar diferentes modelos de velocidad inicial, con distintos valores de velocidad y espesores de capas, realizando múltiples iteraciones que conllevaron a un largo proceso de ensayo y error, en el cual se busco obtener aquel modelo que redujera al máximo los errores de localización y valores de rms (raíz media cuadrática). De esta manera, los modelos obtenidos están compuestos por 6 capas para las regiones Norte y Centro y 7 para la región Sur, todos alcanzando una profundidad de 50 km, y cuyas velocidades para el modelo de la región Norte van desde 5.66 km/s para la primera capa hasta 7.92 km/s para la última, para la región Centro desde 5.96 km/s hasta 8.10 km/s y para la región Sur desde 4.58 km/s hasta 7.77 km/s. Estos modelos han permitido obtener mayor precisión en el cálculo de los parámetros hipocentrales, lo cual queda evidenciado por la notable disminución de valores de rms en comparación con los obtenidos utilizando los modelos que rutinariamente se utilizan en el Servicio Sismológico del IGP; observando para la región Norte una reducción del 33%, para la región Centro del 52% y para la región Sur del 85%. Asimismo, los resultados de las relocalizaciones muestran distribuciones, en espacio y profundidad, mejor definidas permitiendo identificar agrupaciones, alineamientos y tendencias asociadas a fuentes de sismicidad. Finalmente, los modelos obtenidos resuelven mejor la localización de sismos en las regiones de estudio; por tanto, pueden ser utilizados en los algoritmos de localización que se utilizan en el Servicio Sismológico del IGP; así como, en la elaboración de estudios de investigación sobre sismicidad, tectónica y riesgo sísmico a realizarse en Perú. Por otro lado, dichos modelos constituyen un importante aporte en el conocimiento de la estructura cortical en las regiones de estudio y sirven como primer paso en la elaboración de estudios de tomografía sísmica tridimensional.
Palabras clave:Sismología Geodinámica Geofísica
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Cálculo del momento sísmico mediante la función temporal de la fuente sísmica y su aplicación a sismos profundos
(Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2010) Moncca Anculle, Geremías; Tavera, Hernando
Se desarrolla una metodología rápida y practica para calcular el momento sísmico mediante la función temporal de la fuente sísmica f(t), representada por el área encerrada bajo la forma de la onda P equivalente al desplazamiento del suelo. Este método, válido para distancias telesísmicas, es aplicable a sismos de foco profundo en razón que la onda P no es contaminada por las fases difractadas en el núcleo y/o reflejadas en la superficie libre, pudiendo disponer de información directa de todo el proceso de ruptura desarrollado en la fuente. El método es aplicado a dos sismos de foco profundo ocurridos el 20 de Junio de 2003 (epicentro frontera Perú y Brasil) y el 9 de Junio de 1994 (epicentro frontera Perú y Bolivia), obteniendo como resultado para el primero, un momento sísmico de 1.31x1027 dinas-cm equivalente a una magnitud de 7.3 Mw y para el segundo de 1.09x1029 dinas-cm equivalente a una magnitud de 8.6 Mw. Estos valores son coherentes con los reportados por el National Earthquake Information Center (NEIC), Universidad de Harvard (CMT) y con los publicados por diversos autores (Kikuchi y Kanamori 1994 y Tavera et al 2003), lo cual valida los resultados obtenidos en este estudio. El análisis detallado de las formas de onda, ha permitido sugerir que el sismo del 20 de Junio del 2003 presentó un proceso complejo de ruptura con una duración promedio de 30 segundos. Durante este periodo de tiempo, se produjeron hasta 3 rupturas o eventos aleatorios de diversa magnitud y duración, y con posible propagación de las mismas en dirección NO. Del mismo modo, el sismo del 9 de Junio de 1994 presento un proceso complejo de ruptura con una duración promedio de 40 seg, tiempo durante el cual, se produjeron hasta 6 rupturas aleatorios de diversa magnitud y duración. Además la función temporal de la fuente sísmica indicaría el desarrollo de efectos de directividad. Para discernir el origen de los sismos de foco profundo, es necesario que ocurran mas eventos con estas características, que en el caso del Perú, ayudaran a comprender la geodinámica compleja que controla la evolución de la Cordillera Andina y el desplazamiento de las placas de Nazca y Sudamericana.
Palabras clave:Sismología Placas tectónicas Predicción de terremotos
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Áreas probables de ruptura sísmica en el borde occidental del Perú, a partir de la variación del parámetro "b"
(Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2011) Condori Quispe, Cristobal; Tavera, Hernando
Se ha evaluado la presencia de asperezas para el borde occidental del Perú, propensas a producir, en el futuro, sismos de gran magnitud, todos asociados al proceso de subducción de la placa de Nazca bajo la Sudamericana. Para tal fin, se analiza la variación espacio-tiempo del parámetro “b” siguiendo la metodología propuesta por Wiemer y Wyss. (1997). La data utilizada considera 1367 eventos sísmicos del catálogo sísmico del Instituto Geofísico del Perú (periodo 1970 a 2010), todos con focos ubicados a profundidades menores a 60 Km. Con una magnitud de completitud de 3.8Ms. Los resultados obtenidos permiten identificar la existencia de al menos 5 asperezas con valores anómalos del parámetro “b” en las cuales existe mayor acumulación de energía elástica. Históricamente, estas asperezas produjeron en el pasado terremotos de gran magnitud. La primera aspereza (A1) se encuentra frente a la costa del extremo sur del departamento de Arequipa, Moquegua y Tacna (terremoto de 1868); la segunda (A2), frente a la costa del extremo norte del departamento de Arequipa (terremoto de 1913); la tercera (A3) y cuarta (A4), frente a la costa de los departamentos de Lima y Ancash (terremoto de 1746) y la quinta (A5), frente a la costa de los departamentos de Lambayeque y Piura (terremoto de 1619). Los resultados del estudio muestran que las asperezas A1, A2 y A3 presentan probabilidades de un 75% de producir en los próximos 50 años, terremotos con magnitud mayores a 7.0Ms.
Palabras clave:Sismología Fallas geológicas Geodinámica
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Determinación de la superficie de acoplamiento sísmico interplaca en el borde occidental del Perú
(Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2011) Guardia Anampa, Patricia Alejandra; Tavera, Hernando
El borde occidental de Sudamérica es considerado, a nivel mundial, como el de mayor potencial sísmico y el Perú forma parte de esta región, por ello a través de su historia a sido afectado de manera reiterativa con la ocurrencia de eventos sísmicos de gran magnitud. El mayor número de estos eventos han tenido su origen en el proceso de convergencia entre las Placas de Nazca y Sudamericana, el mismo que se desarrolla, en promedio en dirección N75ºE a una velocidad de 7-8 cm/año. Los sismos que se producen sobre la superficie de fricción de Placas han presentado sus focos a diversas profundidades, siendo a la fecha, no conocida las dimensiones de la Superficie de Acoplamiento Sísmico (SAS) presente en el borde Occidental del Perú. Para algunas áreas, la ocurrencia de un gran número de réplicas han permitido inferir las dimensiones de la SAS, aun así es necesario utilizar mayor cantidad de datos homogéneos y métodos para lograr mayor precisión en el conocimiento de esta fuente sismogénica. En este estudio se hace uso del catalogo sísmico del Instituto Geofísico del Perú (IGP) y del catálogo de mecanismos focales de la Universidad de Harvard (CMT) determinar la profundidad de la SAS analizando la frecuencia de sismos en profundidad y la distribución de los principales ejes de deformación (P y T) en superficie y profundidad. Los resultados obtenidos indican que la profundidad de la SAS esta en función del tipo de subducción presente en el borde occidental de Perú (normal y sub-horizontal): en la región norte entre 10 y 70 km; en la región centro, entre 10-65 y en la región sur, entre 10 y 70 km. Por encima de los 10 km, la frecuencia de sismos es mínima, y la deformación se desarrolla de manera heterogénea, y por debajo de la SAS, existe en algunos casos ocurrencia de sismicidad y/o deformación heterogénea. En la SAS, se produce el mayor número de eventos sísmicos, todos debido al desarrollo de deformación netamente compresiva (eje principal de deformación, P).
Palabras clave:Placas tectónicas Sismología Zonas de subducción
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Determinación de incrementos de probabilidad en el tiempo (TIP) para la ocurrencia de grandes terremotos en el Perú (Aplicación del algoritmo M8)
(Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2011) Flores Guerra, Edden Christian; Gonzales Zenteno, Hermogenes Edgard
El Perú en la última década ha sido afectado por dos grandes terremotos (Arequipa 8.4 Mw, 2001 y Pisco 8.0Mw, 2007) en áreas en donde su ocurrencia era esperada sin tener conocimiento de una probable fecha. A fin de determinar, donde y cuando, podría ocurrir el próximo gran terremoto en el borde occidental del Perú, se ha aplicado el algoritmo M8 desarrollado por Keilis-Borok y Kossobokov (1990). Para su aplicación se utilizó el catálogo del Instituto Geofísico del Perú - IGP para el periodo 1963-2010, previamente evaluado y calificado a fin de construir una base de datos homogénea. El método de predicción está basado en la identificación de Incrementos de Probabilidad en el Tiempo (TIP's) antes de la ocurrencia de grandes terremotos. En el análisis retroactivo realizado con el algoritmo M8 se define la formación de dos TIP, ambos con dos años de anticipación para la ocurrencia de los terremotos de Arequipa (2001) y Pisco (2007). La aplicación prospectiva permite identificar la formación de dos nuevos TIP’S, en el centro y Sur del Perú. El primer CTIP (TIP en progreso) considera el área de 300km alrededor del centro: -11.15°S y -78.37°O ubicado al Nor-Oeste de Lima, y el segundo CTIP abarca el área de 300km con centro -19.55°S, -69.97°O ubicado en el límite Perú-Chile. En ambas áreas, se espera la posible ocurrencia de un gran terremoto dentro del periodo de tiempo 2008-2013.
Palabras clave:Terremotos Geología estructural Sismología
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Evaluación de eventos sísmicos de largo periodo (LP) como precursores en las explosiones del volcán Ubinas, 2006 – 2009
(Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2012) Machacca, Roger; Macedo Sánchez, Orlando Efraín
En el presente trabajo de tesis, se explora el potencial de los eventos LP, con el objetivo de probar su eficiencia a la hora de predecir los episodios explosivos y así mismo estudiar la dinámica de la última erupción explosiva del volcán Ubinas, periodo 2006-2009, Moquegua, Perú. La metodología seguida consiste primero en la clasificación de los eventos registrados, luego se buscó algún patrón repetitivo de rasgo precedente a las explosiones, identificando que algunos enjambres de LPs son observadas únicamente antes de las explosiones, por lo que pueden ser consideradas como precursores. Para hallar la eficiencia de los LPs como precursores se usó un algoritmo simple de pronostico implementado por (Grasso y Zaliapin, 2004), esta previsión surge a partir de la observación del incremento de la tasa de LPs diaria, durante la crisis sísmica que precede a las explosiones. De igual forma, el análisis del RSAM apoyado en el ‘Material Failure Forecast Method’, indicó ser de gran utilidad en el pronóstico de las explosiones. Luego se elaboró un modelo, para predecir los episodios explosivos observados durante este último periodo eruptivo.
Palabras clave:Sismicidad Erupciones volcánicas Volcán Ubinas
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Aplicación de los sistemas de información geográfica para la determinación de escenarios de riesgo en el balneario de Pucusana
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2012) Ochoa Zamalloa, Ángel Jair; Tavera, Hernando; Quispe Vilchez, José Luis
Debido al alto peligro al que la población de Lima está expuesta, es necesario conocer los posibles daños que podrían producirse de ocurrir un sismo de gran magnitud. Este estudio propone una metodología de fácil aplicación que permite definir escenarios de riesgo, considerando como variables fundamentales los relacionados a los parámetros hipocentrales del sismo que podrá ocurrir, la calidad del suelo y de las viviendas, la distribución de la población, la distribución de los servicios básicos, la hora en que podría ocurrir el evento y los medios o mecanismos de respuesta que tengan a su disposición la población para tratar de mitigar sus efectos. La continua ocurrencia de sismos en el Perú ha permitido conocer que el impacto de un sismo se concentra en áreas urbanas vulnerables, definida no solo por la fragilidad de las edificaciones sino también a otros factores sociales como el crecimiento descontrolado de las ciudades, particularmente la ocupación de zonas no apropiadas por el tipo de suelo y laderas empinadas. En las últimas décadas el desarrollo urbano se incrementó considerablemente hacia la zona sur de Lima Metropolitana, dando lugar al crecimiento descontrolado de distritos como Pucusana, Santa María del Mar, San Bartolo y Punta Hermosa, haciendo de estos cada vez más vulnerables a diferentes peligros y entre ellos a los sismos. En este estudio se pretende identificar áreas de riesgo en el Balneario de Pucusana y proponer posibles soluciones a los problemas de la vulnerabilidad que afectan al poblador de Pucusana, mediante el planteamiento de un modelo de gestión de riesgo. Este modelo propone programas y proyectos que permitirán al poblador de Pucusana disminuir los niveles de daños, elevando su nivel de resiliencia y evitando su exposición mediante la identificación de los lugares de mayor fragilidad.
Palabras clave:Sistemas de información geográfica Sismicidad Tsunamis
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Sismicidad, esfuerzos y geometría del enjambre sísmico de Pucallpa (Perú)
(Université Nice Sophia Antipolis, 2012) Soles Valdivia, Ana María; Tavera, Hernando
Las características sismotectónicas del enjambre de sismos intermedios en Pucallpa fueron investigados a partir de sismos históricos (1500-1985), sismos instrumentales (1985-2010) y mecanismos focales (1990-2010). Se puede definir al enjambre sísmico de Pucallpa al incremento de actividad sísmica intermedia entre 120 a 190 Km de profundidad a una distancia de 600 a 700 Km de distancia respecto a la fosa. El enjambre sísmico de Pucallapa tiene dimensiones de 100 Km longitud y de 50 a 100 Km de ancho de norte a sur. El enjambre sísmico de Pucallpa tienen un rumbo paralelo a la Cordillera de los Andes (NO-SE) hacia el sur cambia a una dirección E-O. En las secciones sísmicas se observa que el enjambre sísmico representa la contorsión de la placa de Nazca. Se realizaron tres secciones sobre la longitud del enjambre, cada sección tiene un espaciamiento de 50 Km (Secciones AA, BB, CC). Las secciones indican que la placa de Nazca resubduce en esta zona presentando una contorsion de 150 km de largo. Se tomaron 35 soluciones de mecanismos focales del enjambre sísmico de Pucallpa de estas soluciones se reconoció como esfuerzo máximo principal al eje T , dominando un régimen de esfuerzos extensionales entre las profundidades de 100 a 190 Km. El esfuerzo principal máximo ( 1) se encuentra en dirección vertical lo cual nos hace concluir que la fuerza gravitacional cumple una función principal en el área de estudio. Esta fuerza gravitacional hunde la placa subductante hacia el manto sobre su propio peso encontrando material denso, la placa se comporta de forma elástica lo cual hace que se generen sismos intermedios sin liberación de gran energía sísmica. En la parte cortical (0-50 Km) se evidencian esfuerzos compresionales. La longitud de esta de sismicidad cortical es de 400 Km a 800 Km respecto a la fosa, pudiendo este fenómeno estar relacionados con deformación por acortamiento cortical, característico de las fajas basculado en el Subandino. La fuerza de movimiento de la placa subducente, que actúa sobre el enjambre sísmico de Pucallpa, está relacionado con la fuerza de arrastre. Esta fuerza de arrastre es la que origina que la placa subduzca, por otra parte esta fuerza ha sido relacionado con regiones de baja liberación de momentos (Mw<6) en una placa subducente que mantiene la fuerza mecánica durante el descenso y la deformación sismogénica a profundidad. Los mecanismos focales a lo largo de la línea de proyección del enjambre de Pucallpa tiene una correlación positiva entre la liberación de esfuerzo en el margen convergente (entre la fosa y la parte continental) con la liberación de esfuerzos en el enjambre de Pucallpa, Seccion BB. Así, donde hay mayor liberación de esfuerzos en el margen convergente también se encontró mayor liberación de energía. Está mayor actividad sísmica en el margen convergente a la altura del enjambre se ve reflejada morfotectónicamente sobre la topografía de la Cordillera de los Andes en donde la topografía es más alta con repecto a las secciones AA, CC.
Palabras clave:Sismicidad Fallas geológicas Enjambres sísmicos
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Análisis de la actividad sísmica del volcán Misti entre octubre 2005 a diciembre 2008 y su dinámica interna actual
(Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2012-04) Centeno Quico, Riky; Macedo, Orlando
El presente trabajo de investigación, tiene como escenario al volcán Misti (16°18’, 71°24’, 5822 msnm), uno de los catorce volcanes más activos y potencialmente peligrosos de la zona volcánica de los andes centrales (ZVC) y la zona sur del Perú, a cuyas faldas se encuentra la ciudad de Arequipa, considerada la segunda urbe socioeconómica más importante del Perú. Aunque históricamente solo se han reportado pequeñas crisis eruptivas con emisiones de ceniza y fumarolas, los estudios geológicos evidencian severos procesos eruptivos que han ocurrido durante construcción de su cono casi perfecto. El propósito del presente trabajo geofísico es de poner en evidencia las principales características de la sismicidad asociada a la actual dinámica interna del volcán. Para llevar a cabo este estudio, se ha dispuesto de data sísmica de la Red Sísmica Telemétrica del volcán Misti del Instituto Geofísico del Perú, compuesta por 5 estaciones y una adicional que funciono parcialmente. La data analizada corresponde a 39 meses (desde octubre del 2005 a diciembre del 2008) en que se registraron 12896 eventos sísmicos y donde se observa que la actividad del volcán estuvo compuesta principalmente por 4 tipos de eventos: 8445 eventos VT (65.5% del total), relacionados a procesos elásticos puros, como la ruptura y agrietamientos de roca; 4341 eventos LP (33.7%), Tremores y Tornillos (92 y 18 eventos respectivamente, representando en conjunto 0.8 %), relacionados a emisiones de gas y vapor de agua. Se observa también que la actividad sísmica general ha ido en aumento muy moderado desde el inicio hasta el final del estudio; no obstante, dicho aumento no se correlaciona con variaciones en los datos disponibles sobre la temperatura de fumarolas o de la fuente termal Charcani V. La distribución espacial de los sismos muestra que la mayoría de eventos VT y LP están debajo del cráter, entre los 1000 y 5000 m de altitud; su origen está asociado a la circulación de fluidos en el sistema hidrotermal del Misti. El resto de eventos, que son todos de tipo VT, se encuentran localizados más bien hacia el flanco NW del volcán siguiendo un relativo alineamiento, lo que apoya la idea de la presencia de una falla activa N120° en la zona.
Palabras clave:Sismicidad Volcanes Actividad volcánica
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Caracterización de sitio para el área urbana de Chosica utilizando métodos sísmicos (Distrito de Lurigancho - Chosica, Lima)
(Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2013) Herrera Puma, Dina Bilha; Tavera, Hernando
En este estudio se hace uso de métodos geológicos, geotécnicos, sísmicos, y geofísicos para conocer las características locales de los suelos a fin de realizar su tipificación según la norma de diseño sismorresistente E-030. La zona de estudio corresponde al área urbana de Chosica (Distrito de Lurigancho-Chosica, Lima). Las técnicas aplicadas para la caracterización dinámica de suelos se llevó a cabo realizando mediciones de ruido ambiental (técnica H/V) lo cual permitió conocer las frecuencias predominantes de los suelos mientras que para la estimación de la velocidad de corte en el subsuelo se aplicaron técnicas geofísicas de análisis de ondas superficiales (arreglos lineales y circulares). Los resultados obtenidos permiten identificar en el área urbana de Chosica la existencia de dos tipos de suelos: suelos muy rígidos (Tipo S1) y suelos intermedios (Tipo S2). El primero representa peligro sísmico bajo, mientras que el segundo, peligro relativamente bajo. Esta información debe ser utilizada como herramienta de trabajo para cualquier proyecto orientado a la gestión de riesgo de Chosica.
Palabras clave:Geología estructural Clasificación de suelos Sismología