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Análisis estructural de una ruptura superficial moderna: El temblor de El Mayor-Cucapá, Baja California
Structural analysis of a modern surface rupture: The El Mayor–Cucapah earthquake, Baja California
ORLANDO JOSE TERAN
John Mackrain Fletcher
Acceso Abierto
Atribución
Analisis estructural, ruptura superficial, sismo
En este trabajo de tesis se presenta un análisis estructural de la ruptura superficial asociada con el sismo de El Mayor–Cucapah (Mw 7.2) del 4 Abril 2010. Este sismo reveló la existencia de una sistema de fallas previamente desconocido, el cual se extiende ⇠120 km desde el extremo norte del Golfo de California hasta la frontera de EUA–México. El sistema de fallas tiene un rumbo hacia el noroeste y está compuesto de al menos siete fallas, lo que hace a este sistema una de las rupturas superficiales más complejas documentadas a lo largo del límite de placas Pacífico–Norte América. El presente estudio se enfoca en la Sierra Cucapah (⇠55 km de longitud) ubicada hacia el noroeste del epicentro. En esta sierra, la ruptura primaria se propagó por una serie de fallas imbricadas basculadas hacia el este y de tipo oblicuo dextral-normal. La ruptura superficial se encuentra muy bien expuesta en las rocas cristalinas y depósitos aluviales que permitieron colectar una gran cantidad de datos estructurales, con los cuales obtuvimos un mejor conocimiento de cómo este sistema de fallas se ligó para generar un temblor de gran magnitud, y cuales fueron los factores que controlan el estado de esfuerzos en la corteza sismogénica. Encontramos que este sistema de fallas está compuesto por fallas con un rango amplio de orientaciones. Los desplazamientos totales medidos en superficie promedian ⇠2 m, pero alcanzaron 3–4 m en algunos segmentos de falla, y la cinemática de la ruptura varía sistemáticamente con los cambios en los rumbo de estas fallas. Sin embargo, el análisis de los datos de fallas muestra que los ejes de maxima extensión instantánea están consistentemente orientados hacia ⇠085, lo cual concuerda con el campo de deformación intersísmica previamente reportado para esta zona, y nos indica que la propagación de esta ruptura fue controlada por el campo de esfuerzos intersísmico. Con la cartografía detallada de la ruptura superficial en la Sierra Cucapah se analizó como las fallas con características estructurales y litológicas similares controlan la fábrica de la zona de ruptura, lo cual definimos del espesor, distribución y configuración interna de cizallamiento. Las fallas activadas en la sierra mostraron una gran diversidad de estructuras y fábricas de ruptura las cuales reflejan las variaciones en muchas de las condiciones físicas, tales como: las propiedades del material fracturado, la geometría de fallas maestras, su cinemática, y la arquitectura de las zonas de f
This thesis presents a comprehensive structural analysis of the surface rupture associated with the 4 April 2010 Mw 7.2 El Mayor–Cucapah earthquake. This earthquake revealed the existence of a previously unidentified fault system that extends ⇠120 km from the northern tip of the Gulf of California to the U.S.–Mexico border. The system strikes northwest and is composed of at least seven major faults linked by numerous smaller faults, making this one of the most complex surface ruptures ever documented along the Pacific–North America plate boundary. We focus in the ⇠55 km long Sierra Cucapah northwest of the epicenter, where primary rupture propagated through an imbricate stack of east-dipping dextral-normal faults. Excellent exposures of the surface rupture through bedrock and coarse alluvial sediments provide a wealth of slip data from which to infer how this fault system assembled to generate a major earthquake as well as the factors that control the state of stress in the seismogenic crust. We find that this fault system is composed of faults that span a wide range of orientations, and the structurally lowest fault dips ⇠20. Net surface offsets averaged ⇠2 m, but reached 3–4 m, and rupture kinematics vary greatly along-strike. Nonetheless, the instantaneous maximum extension directions derived from our fault-slip data are consistently oriented ⇠085, which coincides well with the previously reported interseismic strain field. The overall consistency of strain, despite the variety of faulting involved, could indicate that fault rupture was guided overall by a relatively smooth pre-earthquake stress field. We also evaluate our detailed mapping of the surface rupture in the Sierra Cucapah to understand how faults with similar structural and lithologic characteristics control rupture zone fabric, which is here defined by the thickness, distribution and internal configuration of shearing in a rupture zone. The great structural diversity of activated faults provided an unparalleled diversity of rupture zone fabric that reflects significant variations in many imposed physical conditions, such as physical properties of ruptured materials, master fault geometry, kinematics, and fault zone architecture. We demonstrate the impact that these results will have on our understanding of how earthquake rupture propagates from seismogenic depths as well as refining seismic hazard methodologies.
CICESE
2015
Tesis de doctorado
Español
Terán,O.J.2015.Análisis estructural de una ruptura superficial moderna: El temblor de El Mayor-Cucapá, Baja California.Tesis de Doctor en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.120 pp.
CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO
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