Dr.
Vladimir Kostoglodov y Dr. Javier Francisco Pacheco
! El poster esta a la venta
en el Instituto de Geofísica, UNAM !
Justificación
En
el año 2000 se cumplieron cien años de registros de sismicidad en el
mundo, es importante evaluar lo que hemos aprendido durante estos cien
años en México. Desde que se instaló el primer instrumento mecánico en
este país, en 1904, grandes terremotos han ocurrido a lo largo de las
diversas fronteras entre las placas tectónicas que conforman el
rompecabezas que es México. Los sismos más importantes, registrados en
esta estación y otras que luego conformaron la red del Servicio
Sismológico Nacional (SSN), ocurrieron a lo largo de las fronteras
entre las placas oceánicas de Cocos y Rivera y la placa continental de
Norte América. Otros ocurrieron como sismos intraplaca, ya sea en la
placa oceánica subducida o en la placa cabalgante de Norteamérica.
En este trabajo se compiló un catálogo
de sismos moderados a grandes (M > 6.5) de diversas fuentes. El
catálogo no pretende ser completo ni homogéneo a magnitud 6.5, aunque
sí pretende ser una fuente de los temblores más significativos
ocurridos en el país durante el presente siglo. Este catálogo
permitirá evaluar correctamente el peligro sísmico y entender mejor la
compleja tectónica de México.
Para entender los patrones de ruptura de los
grandes sismos costeros y el peligro sísmico asociado a las diferentes
regiones de México, aquí se delinean las áreas de ruptura de los
sismos más importantes ocurridos el siglo XX a lo largo de la Fosa
Mesoamericana. También se localizan los grandes sismos intraplaca
ocurridos en el sur y centro de México. No se pretende realizar una
discusión exhaustiva de los patrones de ruptura, sino mostrar el
conocimiento limitado que se tiene sobre estos patrones para
comprender mejor el peligro sísmico asociado.
Esperamos que este trabajo sea de
utilidad para los estudios que se realicen en el futuro,
principalmente aquellos que se realicen durante el próximo siglo, con
mejores aparatos y una mayor comprensión de la realidad sísmica del
país.
Los autores de este trabajo, el Servicio Sismológico Nacional, el
Instituto de Geofísica y la Universidad Nacional Autónoma de México no
se hacen responsables por el mal uso o interpretación que pueda darse
a este catálogo.
¿Qué produce los
Temblores en México?
Placas Tectónicas
La
corteza terrestre, la parte más superficial y rígida de la Tierra,
está compuesta por un rompecabezas. A cada pieza de este rompecabezas
se le denomina Placa
Tectónica.
Estas placas, que cubren grandes áreas de la superficie terrestre se
mueven en diferentes direcciones produciéndose choques entre ellas.
Algunas se deslizan rozando una contra otra (movimiento TRANSCURRENTE).
Otras, al chocar frontalmente, generan lo que se denomina una zona de
Subducción.
Las zonas de subducción se identifican por ser las regiones más
profundas del suelo oceánico (las Fosas
Oceánicas).
En estas regiones una placa cabalga sobre la otra (movimiento de COMPRESIÓN);
la placa más densa (generalmente las placas bajo los océanos) penetra
bajo las placas menos densas (generalmente las placas sobre las que
viajan los continentes). En las regiones donde se presenta el
movimiento de EXTENSIÓN
se produce un distanciamiento entre las placas. Estas regiones donde
divergen las placas se les conoce como Dorsales
oceánicas. Las dorsales oceánicas son zonas elevadas sobre el piso
oceánico, llegando a elevarse hasta 3 km sobre el nivel medio del
suelo oceánico. Las dorsales se caracterizan por su volcanismo activo
ya que a través de ellas se forma nuevo suelo oceánico con material
que proviene del interior de la Tierra.
Placas
Tectónicas y Tipos de Fallas
¿ Porqué se
mueven las placas tectónicas?
El
interior de la Tierra conserva una gran cantidad de calor desde sus
inicios, hace unos 4500 millones de años. Además, en el Manto
terrestre (la zona situada entre los 100 y los 2900 kilómetros de
profundidad) existen materiales radioactivos que al decaer, generan
más calor. Este calor no puede escapar totalmente por Conducción,
ya que el manto es un mal conductor de calor. Este calor escapa por Convección,
esto es, el material caliente de las profundidades de la Tierra sube a
la superficie y el material frío de la superficie baja hacia el
interior. El movimiento de estas grandes masas de material que fluye
en el interior de la Tierra dio origen a grandes Celdas
Convectivas.
A su vez, estas celdas de convección dieron origen a la Tectónica
de Placas.
Las placas
tectónicas y los sismos en México
Los
Sismos
(temblores o terremotos) se producen por el rompimiento de la roca de
que se compone la corteza terrestre. La corteza terrestre se comporta
como un material Frágil
(similar al vidrio) que se resquebraja por la acción de una fuerza
externa que sobrepasa la resistencia del material. Cuando dos placas
tectónicas o bloques de corteza terrestre están en contacto, se
produce Fricción
entre ellas, manteniéndolas en contacto hasta que la fuerza que se
acumula por el movimiento entre las placas sea mayor que la fuerza de
fricción que las mantiene en contacto. En ese momento se produce un al
romperse ese contacto. La Energía
Elástica que
se había acumulado en la zona de contacto se libera en forma de calor,
deformación de la roca y en energía sísmica que propaga por el
interior de la Tierra. Esta energía sísmica que se propaga como ondas
(similares a las ondas del sonido) es lo que sentimos bajo los pies
cuando ocurre un temblor.
El territorio Mexicano se encuentra
dividido entre cinco placas tectónicas. La mayor parte del país se
encuentra sobre la placa NORTEAMERICANA.
Esta gran placa tectónica contiene a todo Norteamérica, parte del
océano Atlántico y parte de Asia. La península de Baja California se
encuentra sobre otra gran placa tectónica, la placa del PACÍFICO.
Sobre esta placa también se encuentra gran parte del estado de
California en los Estados Unidos y gran parte del océano Pacífico. El
sur de Chiapas se encuentra dentro de la placa del CARIBE.
Esta pequeña placa contiene a gran parte de las islas caribeñas y los
países de Centro América. Otras dos pequeñas placas oceánicas
conforman el rompecabezas tectónico de México, COCOS
y RIVERA.
Estas dos placas son oceánicas y se encuentran bajo el océano
Pacífico.
La placa del Caribe se mueve hacia el
este respecto a la de Norteamérica, a lo largo del sistema de fallas
Polochit-Motagua. El movimiento entre estas dos placas es TRANSCURRENTE,
al igual que el movimiento entre la del Pacífico y la de Norteamérica
en el Norte de Baja California. La placa del Pacífico se mueve hacia
el noroeste respecto a Norteamérica. Este movimiento también genera
zonas de EXTENSIÓN
entre las placas del Pacífico y Norteamérica bajo el Mar de Cortés.
Entre las placas del Pacífico y Rivera y entre las de Pacífico y Cocos
también se dan movimientos de extensión y transversos. Las placas de
Rivera y Cocos chocan con la placa Norteamericana a lo largo de laFosa
Mesoamericana
(F.M.A.). Aquí se
produce una COMPRESIÓN.
Al graficar todos los sismos superficiales (aquellos localizados a
profundidades menores de 40 kilómetros) ocurridos en los últimos 30
años en México (esferas
rojas), la gran
mayoría se alinea con las fronteras entre las placas tectónicas. El
roce de las placas a lo largo de sus fronteras es lo que produce la
gran mayoría de los sismos en México y en el Mundo.
Las esferas azules
representan los temblores que ocurren a profundidades mayores de 40
kilómetros. Estos sismos se localizan dentro de las placas oceánicas
que se subducen bajo el continente. Al bajar las placas hacia el
interior de la Tierra, se someten a fuerzas gravitacionales que
producen resquebrajamientos de la corteza. Estas resquebrajaduras se
manifiestan como sismos.
¿ Dónde ocurren los
grandes temblores de México?
El
tamaño de un sismo es una función de la región que sufre el
resquebrajamiento. Entre mayor sea el área que se rompe por la acción
de las fuerzas tectónicas, mayor es el tamaño del temblor. Como la
mayor área de contacto entre placas se encuentra en las zonas de
subducción, es aquí donde ocurren los sismos más grandes, no sólo en
México, sino también en el Mundo. En México la zona de subducción
comprende toda la costa del Pacífico, entre Puerto Vallarta en el
estado de Jalisco, hasta Tapachula en el estado de Chiapas. A lo largo
de esta extensión se han producido los sismos más grandes que se han
registrado durante este siglo en México.
Sismos de
Subducción.
La
longitud de la ruptura de los grandes SISMOS DE SUBDUCCIÓN que han
ocurrido durante este siglo en México varía de unos 50 kilómetros
hasta 200 kilómetros de largo. Estos temblores Interplaca ocurren por
el roce entre la placa Norteamericana y las placas oceánicas de Cocos
y Rivera, a lo largo de su zona de contacto. El sismo más grande que
se registró en este siglo fue el del 3 de Junio de 1932, ocurrido en
las costas de Jalisco. Este terremoto tuvo una magnitud de 8.2 en la
escala de Richter y una longitud de ruptura de 280 km. Otro sismo
importante, tanto por su tamaño como por los daños producidos fue el
sismo de Michoacán del 19 de Septiembre de 1985. Este sismo se reporta
con una magnitud de 8.1 y tuvo una ruptura que cubrió casi toda la
costa del estado de Michoacán (una longitud de 180 km). A pesar de que
su Epicentro se encontraba a más de 200 kilómetros de la ciudad de
México, fue aquí donde se produjo el mayor daño. Estos sismos de
subducción son sismos someros, se concentran entre los 5 y los 35
kilómetros de profundidad. Como estos sismos ocurren entre la costa y
la Fosa Mesoamericana (FMA), los más grandes y superficiales llegan a
deformar el suelo oceánico durante la ruptura. Esta deformación súbita
del suelo oceánico produce olas de gran tamaño llamadas Tsunami
(Maremoto). El sismo de Colima-Jalisco de Octubre de 1995 produjo un
maremoto con olas que llegaron a sobrepasar los 5 metros de altura en
algunos lugares.
En esta Figura se notan tres regiones
donde no se tiene evidencia convincente de la ocurrencia de grandes
sismos durante este siglo. Estas tres regiones se encuentran en el
Graben el Gordo (GEG), frente a las costas de Colima; Costa Grande de
Guerrero y en Tehuantepec, en el estado de Oaxaca. Estas regiones se
denominan brechas sísmicas por su ausencia de grandes sismos. Medidas
continuas de deformación permitirán definir en un futuro si estas
zonas son Asísmicas (regiones donde la energía se disipa sin producir
grandes temblores) o son potencialmente peligrosos.
Estructura de la zona de Subducción y
localización de Sismos profundos en México
Sismos Profundos.
Sismos
igualmente peligrosos, aunque de menor magnitud ocurren a
profundidades mayores de 40 kilómetros (estrellas rojas), dentro de
las placas subducidas (sismos Intraplaca). Estos SISMOS PROFUNDOS se
producen por el resquebrajamiento de las placas oceánicas de Rivera y
Cocos en subducción. Estas placas en subducción se reconocen como
zonas de Benioff (ver la siguiente figura). Una zona de Benioff es la
traza que dejan los sismos al graficarse en sección transversal. Las
placas oceánicas al penetrar el manto terrestre se deforman,
presentando diversas formas en diferentes regiones del país. Bajo
Jalisco y Colima, la placa de Rivera cae abruptamente a un ángulo
mayor a 45°. En cambio, bajo Michoacán y Guerrero, la placa de Cocos
se vuelve subhorizontal por cerca de 300 kilómetros de longitud para
luego caer abruptamente a un ángulo mayor. Bajo Oaxaca, la placa de
Cocos penetra con un ángulo somero, menor a los 45°, mientras que bajo
Chiapas esta misma placa subduce con un alto ángulo, mayor a los 45°.
Por supuesto, las figuras que aquí se presentan son sólo modelos
inferidos de escasos datos sísmicos y gravimétricos. Las grandes
presiones que se encuentran más allá de los 100 kilómetros de
profundidad hacen que los materiales pierdan el contenido de agua y
otros líquidos que al reaccionar químicamente con el manto, este se
vuelve más liviano y sube a la superficie terrestre. Es así como la
mayoría de los volcanes, por donde sale este material caliente del
interior de la Tierra, se encuentra justo sobre aquella parte de la
placa en subducción a 100 o más kilómetros de profundidad.
Durante este siglo han ocurrido
importantes sismos en esta región profunda. Estos terremotos, por
estar ubicados bajo la zona más poblada de México (el Eje Volcánico),
han producido graves daños. Recordemos el sismo de 1964 bajo el Río
Balsas, el de 1973 bajo Orizaba, el de 1980 bajo Huajuapan de León y
el de 1999 bajo Tehuacán.
Sismos
Corticales.
Otros
sismos significativos que han ocurrido en México durante este siglo
son los SISMOS CORTICALES (estrellas azules). Estos eventos ocurren
dentro de la placa Norteamericana, son sismos Intraplaca muy
superficiales (no llegan a sobrepasar los 35 kilómetros de
profundidad). Sus magnitudes son considerablemente menores a las de
los sismos de subducción, incluso menores a la de los sismos
profundos; sin embargo, debido a que son superficiales y ocurren
principalmente a lo largo del Eje Volcánico Mexicano, donde se
concentra la mayoría de la población en el país, pueden provocar
graves daños. El sismo de Acambay de 1912 tuvo una magnitud de 7.0 y
ocasionó grandes daños en los pueblos de Acambay y Tixmadejé en el
estado de México, además provocó algunos daños en la ciudad de México.
En 1920 ocurrió el sismo de Jalapa, el cual provocó graves daños a
esta ciudad veracruzana.
Otros Sismos Interplaca.
Otros
sismos importantes que no aparecen en esta figura son los sismos
Interplaca que ocurren entre las placas de Norteamérica y Pacífico, a
lo largo de las fallas de Cerro Prieto e Imperial al norte de Baja
California. Estos sismos ocurren a profundidades muy someras y llegan
a alcanzar magnitudes hasta de 7 grados. Un ejemplo de este tipo de
eventos son los sismos, ambos ocurridos el 31 de diciembre de 1915 y
1934 que sobrepasaron la magnitud de 6.5. Debido a que son sismos
superficiales, pueden provocar grandes daños a las poblaciones
cercanas. Las fallas al norte de Baja California se conectan más al
norte con el sistema de fallas de San Andrés, donde se produjo el
sismo de 1906 en San Francisco, California.
Sismos en los
océanos.
Otros
grandes sismos que ocurren en México, pero son de poca importancia
para la evaluación del peligro sísmico en el país, son aquellos que se
ubican dentro de las Zonas de Fractura Oceánicas y a lo largo de las
Dorsales. Por su ubicación, bajo el fondo del mar, muy alejados de las
costas, estos sismos no han producido daños apreciables a las
construcciones; sin embargo, algunos han sido sentidos en tierra
debido a su gran magnitud.
Localización de los sismos más
importantes en México
Un Catálogo de Sismos
Moderados y Grandes
Ocurridos en México Durante el siglo XX.
Para
comprender la amenaza que representan los sismos a las poblaciones en
México se compiló un catálogo de los sismos moderados y grandes que
ocurrieron en todo el territorio Mexicano durante este siglo XX. Los
sismos aquí reportados sobrepasan la magnitud de 6.5. Es posible que
durante este siglo hayan ocurrido sismos con magnitudes menores que
hayan producido daños; sin embargo, estos daños estarían muy
localizados. La mayoría de los sismos que se presentan en este
catálogo no presentaron graves daños a edificio alguno, pero
seguramente fueron sentidos por una buena parte de la población. Como
el SERVICIO SISMOLÓGICO NACIONAL (SSN) se fundó hasta el 5 de
setiembre de 1910, la primera parte del catálogo está incompleta; sin
embargo, se incluyen los sismos más significativos ocurridos durante
la primera década de este siglo.
El catálogo de sismos que aquí se
presenta no es uniforme en el sentido de que las magnitudes reportadas
son una mezcla de varias medidas de magnitud. Se incluyen magnitudes
obtenidas de las ondas de cuerpo a un segundo de período (mb),
magnitudes de ondas de cuerpo medidas a períodos mayores de un segundo
(mB), magnitudes medidas con las ondas superficiales (Ms), magnitud de
momento sísmico (Mw) y magnitudes de energía (ME). Aún así, en el
catálogo se reporta la magnitud existente que mejor representa el
tamaño del temblor.
Aunque este catálogo no está completo ni
es uniforme a magnitud 6.5, no hay otro catálogo de temblores que
mejor describa el peligro sísmico en México. La mayoría de los sismos
aquí mostrados fueron registrados por instrumentos mecánicos y
localizados de forma rudimentaria, por lo que muchas de las
localizaciones Hipocentrales que aquí se presentan son aproximadas.
Las mejores localizaciones son posteriores a 1964 cuando la red
mundial de estaciones sísmicas y la red del S.S.N. permitían, tanto
por su cobertura como por la calidad de los instrumentos, realizar
localizaciones más precisas. Igualmente, las mejores magnitudes son
aquellas determinadas a partir de 1976. A partir de este año, la red
sísmica mundial de estaciones digitales permitió la determinación
rutinaria de magnitudes de momento sísmico (Mw), que es la
determinación más adecuada del tamaño de un sismo y la cantidad de
energía liberada durante el mismo.
Los sismos moderados y grandes de México
son producto de la tectónica de placas principalmente. Los sismos
superficiales (esferas rojas) se concentran a lo largo de las
fronteras entre las placas. Unos pocos de estos sismos ocurren dentro
de la placa de Norteamérica, principalmente dentro del eje volcánico
Mexicano, y otros dentro de la placa del Pacífico, más al oeste de las
islas Revillagigedo. Estos sismos corticales son difíciles de
explicar. Varias fuerzas que actúan al interior de las placas pueden
ser tan grandes que activan zonas de debilidad (Fallas) que se rompen
al vencer estas fuerzas la resistencia de la corteza, produciendo
sismos de moderada magnitud. Otros sismos muy comunes, principalmente
al sur del país, son los sismos profundos (esferas azules) que ocurren
al interior de las placas subducidas.
El catálogo que aquí se presenta sólo
cubre 100 años de sismicidad de México, por lo tanto, no representa en
su totalidad el peligro sísmico del país. Algunas regiones del norte y
centro del país han sufrido la ocurrencia de sismos devastadores en el
pasado. Ejemplos de estos sismos son el terremoto de Bavispe, Sonora,
del 3 de mayo de 1887, con una magnitud mayor de 7. Igualmente en
Zacoalco, Jalisco, ocurrió un sismo de magnitud mayor de 7 en
diciembre de 1568. Debido a que las fuerzas tectónicas que producen
los sismos en el interior de las placas son mucho menores que las
fuerzas que actúan entre las placas, los sismos corticales son mucho
menos frecuentes; que los grandes sismos de subducción. Sin embargo,
aunque de menor magnitud y menos frecuentes, son igualmente peligrosos
que los sismos de subducción o los sismos profundos.
Sismos moderados y grandes en México,
el catalogo del siglo XX
Algunas
estadísticas.
En
promedio, en México, ocurren 5 sismos de magnitud mayor o igual a 6.5
cada 4 años, que está de acuerdo con los 160 sismos que se reportan en
el catálogo para los 100 años de historia sísmica del país. Sismos de
menor magnitud ocurren con mayor frecuencia, por ejemplo cada año se
registran más de 100 sismos con magnitudes mayores o iguales a 4.5,
mientras que se espera un sismo con magnitud mayor o igual a 7.5 cada
10 años. Los sismos de subducción son los más frecuentes, en el
catálogo se reportan 78 sismos del tipo de subducción, 45 sismos
profundos, 3 sismos corticales dentro de la placa de Norteamérica y
los 34 restantes ocurrieron a lo largo de las zonas de fractura
oceánicas, las dorsales, las fallas en el norte de Baja California y
dentro de la placa del Pacífico.
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