Domingo, 20 de Septiembre de 2020
Efectos de la Geometría de la Fuente Sísmica en la Dinámica de la Ruptura: Segunda Parte - S119 
Responsable: Victor Manuel CRUZ ATIENZA
Institución y monto del financiamiento: Instituto de Geofísica     Vigencia: 01/2009 - 12/2009
Resumen

En la primera parte del proyecto, llevada a cabo en 2008, se evidenció el rol mayor de la geometría de la falla en la propagación de la ruptura cuando está sujeta a una carga tectónica biaxial. Las conclusiones anteriores se obtuvieron suponiendo un medio homogéneo e infinito. Sin embargo, en la realidad existen factores tales como la superficie libre que puedes afectar de manera fundamental la evolución de la ruptura y por ende su balance energético. En esta segunda parte se evaluarán los efectos de dicha consideración en la propagación espontánea de la ruptura.

Gracias al crecimiento exponencial de los medios de cálculo informático, el interés de la comunidad sismología internacional se ha fuertemente tornado hacia la creación de modelos numéricos de la ruptura dinámica de terremotos. En los últimos seis años, numerosos modelos han sido propuestos para estudiar el fenómeno de la ruptura sísmica integrando la mayor cantidad de condiciones físicas susceptibles de afectar el proceso de ruptura. Por ejemplo, la geometría de la superficie de ruptura había sido hasta hace algunos años considerada siempre plana. Dicha simplificación posee grandes implicaciones en la física del fenómeno. Mucho se ha avanzado en la comprensión del rol que juega la geometría durante el proceso dinámico de ruptura, como lo es en el tamaño de los terremotos y la huella espectral del campo de ondas excitado. Sin embargo, poco se han estudiado las implicaciones que poseen dichos rasgos geométricos en la disipación y el balance energéticos del fenómeno. Para entender estas implicaciones y discernir diferentes efectos en un contexto realista a lo largo de una falla no plana, la ley constitutiva de fricción por un lado, y la presencia de la superficie libre y de las propiedades heterogéneas del medio por el otro, deben ser cuidadosa y paulatinamente introducidas en la simulación del fenómeno. Haciendo uso de tecnologías numéricas recientemente desarrolladas (Cruz-Atienza et al., 2007), en este proyecto propongo dilucidar esta problemática inicialmente en un marco tectónico biaxial comparable al del sur de California.

Resultados

Las simulaciones estudiadas en este trabajo muestran que la propagación espontánea de la ruptura de tres sismos en tres fallas con la misma dimensión y bajo el mismo régimen de esfuerzos tectónicos posee características muy diferentes. Estas diferencias son una consecuencia del cambio en la geometría de la falla y se distinguen por una propagación asimétrica de la ruptura en el caso de las fallas parabólicas. La ruptura se propaga a una velocidad supersónica en la dirección donde el esfuerzo normal a la falla es mínimo y por ende donde la energía de fracturación Gc también es mínima. Nuestros resultados indican que a pesar de no prescribir el deslizamiento crítico en la falla y de ser en consecuencia heterogéneo en la falla, el factor que determina mayoritariamente la propagación de la ruptura es el estado de esfuerzos inicial en la falla. Como resultado, el momento sísmico M0 del sismo ocurrido en la falla más curva C3 es 40% menor al del sismo ocurrido en la falla plana C1.