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Compilación Data tectónica, geológica, sísmica y vectorial (GPS) de la Secuencia sísmica al Suroeste de Puerto Rico, Diciembre 2019 a Enero 25, 2020

 Contribuciones de Paul Mann, James Joyce, Alex Holsteinson y USGS 

Resumen:

A partir de las primeras horas del 25 de diciembre pasado, la frecuencia en la sismicidad al norte del Canal de La Mona empezó a menguar y al mismo tiempo se inició una secuencia sísmica en el suroeste de Puerto Rico (sur de Guánica, Mar Caribe) con temblores de magnitudes poco comunes en esa región (> 3.0) hasta alcanzar 5.8 en enero 6 donde las alarmas se dispararon al presentarse serios daños en diferentes edificaciones en las poblaciones cercanas al epicentro. Al día siguiente, ocurrió el evento mayor (hasta el momento) o “Main Shock” de magnitud 6.4 que ocasionó también grandes daños físicos y una pérdida humana. Al día de hoy, más de 20,000 réplicas siguen ocurriendo.

Se revisan 31 temblores de esta secuencia con mecanismo focal suministrado por el USGS, se define tambien la dirección de los esfuerzos y se muestran gráficos de los vectores de desplazamientos  en superficie a partir de Data GPS en estaciones cercanas a los epicentros de esta secuencia.

Se revisa además el modelo tectónico que provocaría esta secuencia y se hace una analogía del Cinturón deformado de Los Muertos tanto al sur de Puerto Rico como al sur de La Española y sus posibles implicaciones en caso de tener el mismo escenario frente a la costa sur dominicana.

 

Marco tectónico

El mapa base adjunto nos muestra la posición de La Española y Puerto Rico al noreste de la placa tectónica del Caribe (CA) en su encuentro con la placa norteamericana (NOAM). Con flechas negras se indica la dirección del movimiento de ambas placas. Se identifican las principales estructuras geológicas activas, siendo las de primera categoría: Falla Norte de la Española (NHFZ) y la Zona de Falla de Los Muertos (LMFZ) ambas, injustamente representadas por líneas rojas por su intersección desde profundidades hasta la superficie pero que en la realidad debieran ser representadas en los mapas como grandes franjas de hasta 50 km de ancho donde tienen lugar un gran sin número de temblores y/o terremotos[1]. Se representan así mismo, la Falla Septentrional (SF) y la Falla Enriquillo-Plantain Garden (EPGFZ). Otras, posiblemente de igual o mayor importancia que éstas, no figuran por razones de “ruido” en la imagen y para no desviar la atención de lo que nos interesa en este informe.

Nótese que la secuencia de temblores del SW de Puerto Rico (PR) está representada por un circulo sombreado de verde en esa región y solapando parcialmente Cinturón deformado de Los Muertos (LMDB).

El LMDB, según algunos expertos está conformado por una franja de sedimentos de edades presumiblemente de la Era Cenozoica (<66 Millones de Años) apilados desde el Eoceno (35-50 MA) como respuesta en la parte trasera del arco de islas al choque de la placa CA vs NOAM. Y para otros, como producto de la subducción con vergencia Norte de la placa CA primitiva por debajo de La Española y Puerto Rico.

La mayoría de los expertos de la región interpretan la Falla de Los Muertos al Sur de Puerto Rico como Inversa o de cabalgamiento. Ver Figura adjunta

Esta ilustración está referida en nuestro mapa base por la línea blanca N-S y nos muestra además la región donde entendemos sigue ocurriendo la secuencia de sismos iniciada a finales de diciembre (sombreado en color naranja). O sea, en la corteza superior y en el conjunto de fallas que conforman parte del Cinturón deformado de Los Muertos (LMDB)



[1]Defino de manera particular el término “terremoto” para diferenciarlo del término “temblor” cuando en el primero  hay daños estructurales a edificaciones y/o pérdidas humanas y en el otro, no.


Marco Geológico:

Desconocemos “presencialmente” la geología de Puerto Rico,  pero por los mapas compilados y los trabajos de cartografía ejecutados por Mann et al., 2005, Roig-Silva et al., 2013, Piety  et al., 2018 entre otros, advertimos correlaciones en la región más al SW de PR donde afloran unidades sedimentarias de carácter detrítico calcáreo como lo son  las Fms. Ponce y  Juana Díaz del Mioceno-Plioceno con nuestras secuencias calcáreas del norte de San Cristóbal (Pomier) y el  “Grupo CAEI”  que aflora en la carretera entre San Cristóbal y Nizao.

El paquete de sedimentos apilados por la Falla de Los Muertos (LMDB) en su estratigrafía más joven aflora en el SW de Puerto Rico entre Mayagüez y Ponce debido a que esta Falla corre paralela  a la costa sur de la isla a una distancia aproximada de 60 km. No así, al sur de la costa sur de La Española donde esta Falla intercepta el fondo marino a una distancia de unos 120 km y curva al Noroeste penetrando la superficie dominicana entre San Cristóbal y Baní y aflorando por toda la vertiente sur de la Cordillera Central en dirección al Noroeste de Haití.

El conocimiento de esta correlación geológica del paquete de sedimentos  LMDB entre  Puerto Rico y La Española, implica que una secuencia sísmica similar a la ocurrida en el SW de PR ocurriría a mayor distancia y mayor profundidad y al sur de la costa sureste dominicana, lo que significa que los efectos de las ondas sísmicas producto de esta sismicidad vendrían mucho más atenuadas a la superficie. 

Evidencias de estos criterios lo son: Los temblores del  11 de junio del 1971 de magnitud 6.5 a 35 km de profundidad y a unos 60 km de distancia de Santo Domingo, así mismo el del 23 de septiembre del 1979 de 6.1 Ml, 80 km profundidad y a 95 km de SD, también el del 24 de junio del 1984 de 6.9 Ml a 24 km de profundidad y a una distancia de 70 km de SD, todos sin graves daños a estructuras en las edificaciones de Santo Domingo y sus alrededores.

 

Información sísmica:

El Observatorio Sismológico del Politécnico Loyola (OSPL), utilizando 3 estaciones sísmicas de PR: AGPR (Aguadilla), CRPR (Cabo Rojo) y SJG (centro de la isla), localizó unos 65 temblores al sur de Guánica entre el 25 y el 31 de diciembre con magnitudes entre 1.5 y 3.5, y profundidades promedio de 20 km. Desde enero al día de hoy hemos tenido más de 3,000 disparos (triggers), registrando solamente los más significativos ya que se nos hacía imposible registrarlos todos por falta de tiempo y personal. Todos los eventos por encima de 3.0 han sido registrados y sus ubicaciones, magnitudes y profundidades pueden obtenerse en la sección de “Archivo de sismos” en nuestro Portal : ospl.ipl.edu.do

No obstante, consciente de que el USGS en conjunción con la Red sismológica de Puerto Rico (PRSN) poseen una red más densa en la zona y utilizan estaciones a distancia, optamos por trabajar sus registros más relevantes y con mecanismos focales (Momento Tensor) los cuales mostramos en listado adjunto.

Estos mecanismos focales (31) muestran en su mayoría soluciones de falla mayormente “Normal” y de Fallas laterales con desplazamiento lateral izquierdo, tanto con componente compresional así como con componentes tensionales. Click aquí para ver.

Se adjunta además las direcciones de esfuerzos predominantes: Tendencia N45E/S45W para las P (compresión) en rojo y N45W/S45E para las T (extensión) en blanco. Hacer click aquí.

Estos resultados son coherentes con el trabajo de Mann et al., 2005 Neotectonics of southern Puerto Rico and its offshore margin” donde desde el Plioceno (3-5 MA) al presente, el sur de Puerto Rico aparenta  estar sometido a una fase tectónica de extensión en dirección NW-SE y con apertura del pasaje o “Rift” de Anegada según imagen adjunta.

 

Data GPS (Sistemas de Posicionamiento Global):

Se adjuntan los desplazamientos en las componentes N, E y Z(up) de la estación PRGY en Guayanilla en el SW de Puerto Rico para los últimos meses. Nótese el aumento sustancial en la N hacia el día 7 de enero, día en que ocurrió el terremoto de magnitud 6.4. Así mismo, nótese el desplazamiento en dirección opuesta a la E, o sea, en dirección W y luego, el incremento en la Z y su posterior regreso a la elevación promedio, lo que indica que al menos después del evento principal los esfuerzos fueron extensionales, coherentes con los mecanismos focales y las direcciones de esfuerzos producto de la data sísmica.

Se adjunta además mapa de Puerto Rico mostrando, además del terremoto principal (estrella amarilla), los vectores de desplazamiento horizontal de 2 estaciones de GPS: AOPR y P780 a raíz del evento principal. La primera, con claro desplazamiento al Norte y la segunda, con marcado desplazamiento en dirección SW. En esta imagen, se asume la placa NOAM fija y la CA móvil, en el caso invertido (más usual) los vectores estarían en la dirección opuesta, coherente también con los resultados de los mecanismos focales.