AIR Currents

Oct 07, 2010

Nota del editor: Seis meses después del terremoto Concepción de magnitud 8.8, el Dr. Bingming Shen-Tu, Científico Principal de Sismología, y el Dr. Mehrdad Mahdyiar, Director de Riesgo Sísmico para el Grupo de Investigación y Modelación de AIR, examinan la forma en que el evento de febrero puede haber afectado el riesgo sísmico en esta zona inestable.

En las horas previas al amanecer del sábado, 27 de febrero de 2010 (3:34 am hora local), un terremoto con magnitud de momento (Mw) 8.8, rompió el límite entre las placas tectónicas de Nazca y Sudamérica cerca de la costa del Maule, en la región central de Chile, a una profundidad de unos 35 kilómetros. El segmento de falla que se destrozó causó un desplazamiento de al menos 10 metros y posiblemente hasta 14 metros, equivalente a la altura de un edificio de cuatro pisos. La tierra tembló durante más de un minuto y medio. El evento fue tan poderoso que afectó la rotación del planeta, acortando el día por 1.26 microsegundos.

Este tremendo movimiento submarino puso en marcha un tsunami que devastó varios pueblos de la costa centro-sur de Chile. En el interior, Concepción, la segunda ciudad más grande de Chile, se vio seriamente afectada, mientras que Santiago, la capital del país, se libró en gran medida. Más de un millón de chilenos fueron desplazados. En una semana ocurrieron cerca de 130 réplicas; más de una docena de ellas registraron una magnitud de momento por encima de 6.0 Mw.

El terremoto Concepción en 2010

El limite entre las placas de Nazca y Sudamérica sigue de cerca la costa de Sudamérica, desde la región de Aisén de Chile en el sur hasta la frontera Colombia/Panamá en el norte. Aquí la placa de Nazca se está moviendo por abajo (subducción) de la placa de Sudamérica en la Fosa de Chile a un ritmo de aproximadamente 6-7 cm por año.

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Figura 1. La estructura tectónica de Chile. La zona de subducción que define la Fosa de Chile produce algunos de los terremotos más grandes del mundo. (Fuente: AIR)

El terremoto rompió un segmento de 550-600 km de longitud y 100 km de ancho de la interfase entre las placas en la parte central de la zona de subducción. Este segmento se ubica aproximadamente a medio camino entre dos grandes terremotos anteriores: el de Valparaíso (1985, Mw 8.0) al norte, y el del terremoto más poderoso jamás registrado, Valdivia, al sur (1960, Mw 9.5).

La figura 2 muestra la volatilidad de la región. En el centro se encuentra la proyección de la superficie de la ruptura de febrero. Las zonas rojas indican mayor deslizamiento (movimiento) y las azules, menor. Las líneas de puntos azules indican los límites aproximados de los segmentos de falla individuales que conforman el límite entre las de placas. El lugar donde estos segmentos inician y terminan se calcula con base en los tiempos y el patrón de los terremotos históricos y sus réplicas, así como la comprensión científica de la geología y la tectónica subyacentes en la región. También se muestran las fechas, magnitudes y longitudes de ruptura aproximadas de los terremotos históricos importantes.

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Figura 2. El terremoto de Concepción Mw 8.8 en relación con otros sismos históricos de la zona. (Fuente: AIR)

Antes del desastre de febrero, los científicos habían identificado una "brecha sísmica" que correspondía a una parte del segmento entre el extremo sur de una ruptura de Mw 8.2 a 8.5 en 1906 y el extremo norte de una ruptura de Mw 8.1 en 1960. Las brechas sísmicas son regiones que no han sufrido rupturas durante cierto tiempo y por tanto se consideran como "atrasadas". De hecho, el último gran terremoto (de Mw 8.0 o más) que causó ruptura en esta región fue en 1835, cuando Charles Darwin observó un terremoto que se estima en Mw 8.5.

Un trabajo de investigación (Ruegg, et al) de 2009 sugiere que la energía sísmica acumulada en la brecha fue suficiente para liberar un terremoto de Mw 8.0-8.5. El terremoto de Concepción, de 8.8 Mw, fue en realidad mayor, y su ruptura, de hecho, se extendió por una cierta distancia a lo largo del segmento de falla colindante al norte, que se había roto por última vez en 1906.

Justin Pierce

por Dr. Bingming Shen-Tu y Dr. Mehrdad Mahdyiar

El impacto del terremoto de 2010 sobre el riesgo sísmico futuro

Para entender el impacto del terremoto de febrero sobre el riesgo sísmico futuro es necesario saber si toda la energía sísmica acumulada en la zona de ruptura fue liberada. Si sólo una parte fue liberada, podría ocurrir otro evento relativamente pronto. Los datos actuales sugieren, sin embargo, que el terremoto de Concepción sí liberó toda la energía sísmica acumulada en el segmento y por lo tanto llenó la brecha.

Se estima que cada 75 a 150 años, aproximadamente, se repiten terremotos de 8.0 Mw y mayores en la zona de subducción de Chile. El riesgo de que ocurra otro terremoto de gran magnitud en este segmento de falla en un futuro próximo sería, por tanto, muy bajo.

Sin embargo, un terremoto de gran magnitud como Concepción también puede afectar a las fallas cercanas al cambiar su estado de fricción, nivel de carga, etc. El fenómeno del tensión de un acontecimiento que origina otro evento en un segmento de falla adyacente, se conoce como "interacción entre fallas". Por lo tanto, también debe ser considerada la posibilidad de que ocurran terremotos en otras áreas.

Interacción entre fallas y generación por tensión

La interacción entre fallas y la generación por tensión son fenómenos complejos. Los registros históricos demuestran varios casos en que se desencadenó un evento a causa de un terremoto fuerte anterior. El tiempo entre los dos acontecimientos, sin embargo, ha variado desde minutos hasta décadas o incluso siglos. Además, tampoco hay una relación clara entre la magnitud del evento inicial y la del evento provocado posteriormente. La magnitud de los acontecimientos provocados ha variado y ha alcanzado una fuerza de hasta Mw 8.5. Esta variabilidad no puede ser explicada cuantitativamente por los modelos físicos o numéricos que hasta ahora se conocen.

En general, si una falla cercana no está madura, es decir, que no está cerca de romperse por sí sola, es probable que el impacto de un terremoto que pudiera provocar otro sea pequeño. Sin embargo, otros factores entran en juego, como la magnitud del cambio en el tensión, los estados actuales de fricción de las fallas adyacentes, y las características del mecanismo de generación en sí, sobre la cual existe una considerable incertidumbre.

Interacción entre fallas y generación por tensión en Chile después de 2010

Los dos segmentos de falla inmediatamente al norte y al sur del evento febrero tendrían más probabilidades de ser generados (o afectados de otro modo) por la ruptura de Concepción. Sin embargo, estas dos fallas se han roto hace relativamente poco tiempo y por lo tanto no están maduros.

El segmento de falla que se encuentra más al norte, al norte de la ciudad de Valparaíso, tuvo su última ruptura en 1943. En los últimos casi 70 años, podría haber acumulado más de cinco metros de deslizamiento a lo largo de la interfase entre las placas. Si es así, esto sugeriría una posible ruptura a corto plazo. Sin embargo, no se conocen totalmente la medida de la ruptura del terremoto de 1943 ni su deslizamiento. Por lo tanto, es difícil establecer con mucha certeza la probabilidad de una ruptura en un futuro cercano.

Los segmentos de falla que se encuentran al norte del segmento de ruptura de 1943 están a por lo menos 500 kilómetros de la ruptura de Concepción. Dos, de hecho, han sido identificados como posibles brechas sísmicas: uno que tuvo su última ruptura en 1868 (terremoto de Arica, estimado en 8.8 Mw) y otro que se rompió en 1877 (terremoto de Tarapacá, estimado en Mw 8.3). Sin embargo, ambos están en el extremo norte de Chile, cerca de la frontera con Perú, a más de 1,500 kilómetros de Concepción. Aunque algunos sismólogos han sugerido que un gran terremoto (como Concepción) puede afectar o desencadenar otros terremotos a muchos cientos de kilómetros de distancia, los mecanismos que podrían hacer esto siguen siendo especulativos.

Otros posibles impactos

El terremoto de febrero fue un evento interfase, es decir, ocurrió en la interfase entre las placas de Nazca y Sudamérica. Además de afectar la tensión en los segmentos de falla adyacentes a lo largo de esta interfase como hemos discutido hasta el momento, el terremoto de Concepción también pudo incidir en el campo de tensión dentro de la placa de Nazca en sí, la cual está en subducción, ya sea en el "deslizamiento hacia abajo" (región de movimiento hacia abajo) o en el "levantamiento periférico" (Figura 3).

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Figura 3. Diagrama esquemático que muestra tres tipos de terremotos en la zona de subducción chilena. El terremoto Concepción en febrero 2010 fue un evento de interfase. (Fuente: AIR)

Los terremotos "intraplaca" de falla normal que se producen en el levantamiento periférico quizá no causen mucho daño por agitación, pero pueden representar un riesgo de tsunami. Los terremotos intraplaca de profundidad intermedia que se producen en el deslizamiento hacia abajo por lo general producen un mayor movimiento del suelo que el sismo más común del tipo de Concepción (debido a que ocurren en la placa oceácnica más densa), y de hecho son un componente significativo de riesgo sísmico en Chile. Un estudio reciente ha argumentado que las áreas al sur y al oeste de Santiago podrían ser propensas a una ruptura de profundidad intermedia después de un evento sísmico significativo en la zona. Así, si el terremoto de febrero afectó a la placa de subducción a una profundidad intermedia, el riesgo sísmico en esta zona puede haber aumentado.

La identificación del potencial riesgo en el futuro a través de la simulación

Para obtener una mejor comprensión de esta posibilidad, AIR corrió una simulación de 10,000 años de actividad sísmica en el área de Santiago. De los eventos generados que causaron las mayores pérdidas, la Figura 4 muestra los más cercanos a la capital. Los acontecimientos en azul celeste son los terremotos intraplaca de profundidad intermedia y los indicados en amarillo representan terremotos de tipo interfase similares a Concepción así como sismos de corteza.

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Figura 4. Los terremotos que pueden causar importantes pérdidas, cerca de Santiago. Los puntos azules son los terremotos de profundidad intermedia; los otros tipos son de color amarillo.

El diagrama sugiere la frecuencia de los terremotos potenciales intraplaca a profundidad intermedia en el área de Santiago en relación con otros tipos de terremoto, y también da una idea de su posible distribución espacial. La mayoría de los eventos intraplaca a profundidad intermedia simulados se producen al este de la ruptura de Concepción; más cerca de las concentraciones de exposición en Santiago. Si bien los períodos de retorno de estos eventos intraplaca no están bien definidos en la actualidad (algunos investigadores han sugerido que pueden ser tan cortos como 110 años), la probabilidad de que un terremoto como éste se produzca en un futuro próximo puede haber aumentado como resultado de terremoto de febrero.

Cohttp://admin.air-worldwide.com/WorkArea/edit.aspxnclusiones

El terremoto del 27 de febrero en Concepción causó una ruptura en una brecha sísmica, liberando así a 175 años de energía sísmica acumulada. Los segmentos de falla adyacentes en el norte y sur también se rompieron hace relativamente poco tiempo. Por tanto, es poco probable que otro terremoto de interfase importante suceda de nuevo en el corto plazo a lo largo del segmento de falla Concepción, así como tampoco es probable que suceda a lo largo de sus segmentos vecinos.

De todos modos, el terremoto de Concepción puede haber tenido un impacto positivo sobre el riesgo sísmico en dos regiones: el "levantamiento periférico" que se encuentra costa afuera cerca de la Fosa de Chile al oeste de la ruptura de febrero, y en el "deslizamiento hacia abajo" al sur de Santiago hacia el este de la ruptura de febrero.

La aperiodicidad (irregularidad) de las tasas de ruptura y las variaciones en las magnitudes observadas en los terremotos en Chile, junto con un conocimiento incompleto acerca de la condición física de las fallas en general, hace que las conclusiones sobre terremotos fuertes en un futuro cercano sean muy inciertas. Sin embargo, nadie sugeriría que el riesgo no existe. Aunque el terremoto de febrero no causó daño considerable en Santiago, la base de datos de AIR de activos asegurables en Chile muestra que aproximadamente el 70 por ciento del valor de la propiedad del país se encuentra en o alrededor de la capital. Un terremoto de gran magnitud que afectara directamente a Santiago podría tener graves consecuencias para la economía chilena y para la industria de seguros, en particular para los sectores económicos que no tienen seguro.

También hay que señalar que un gran evento podría o no producir una gran pérdida en función de su ubicación y el patrón de radiación sísmica. Por el contrario, un pequeño incidente (pero que ocurra cerca de Santiago) podría producir mayores pérdidas que un evento más grande más alejado de los centros de población e infraestructura. En consecuencia, no puede excluirse que terremotos de gran pérdida puedan ocurrir a Chile en la próxima década.

International Underwriting Association, Hours Clause: Definition of Loss Occurrence, IUA Circular 116/09, November 2009

Mailier, PJ, Stephenson, DB, Ferro, CAT and Hodges, KI (2006): Serial clustering of extratropical cyclones, Monthly Weather Review, Volume 134, pp 2224-2240

Vitolo, R., Stephenson, D.B., Cook, I.M. and Mitchell-Wallace, K. (2009): Serial clustering of intense European storms, Meteorologische Zeitschrift, Volume 18, Number 4, August 2009, pp. 411-424(14)

 

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