Keywords
focal mechanisms
seismotectonic deformation
Valle del Cauca
Southwestern Colombia
Terremotos
mecanismos focales
deformación sismotectónica
Valle del Cauca
suroccidente colombiano
How to Cite
Abstract
Using data of focal mechanisms, we analyzed the seismotectonic strain regime in the Valle del Cauca, of southwestern Colombia. Were selected 49 earthquakes with magnitude Mw≥4.8 within the period of 1976 to 2010. This data was taken from ISC (International Seismological Center) and GCMT (Global Centroid Moment Tensor) database. According with the spatial distribution of different types of focal mechanisms, we recognize four main seismotectonic deformation zones: the seaward side of the trench (Environment-I), the bending and interplate interaction zone (Environment-II), the shallow continental zone (Environment-III), and the intermediate Benioff zone (Environment-IV). Overall, the geodynamic features of these environments are controlled by the subduction zone. We obtained that the bending zone has an angle of inclination of 30°, which generates a tangential deformation stress (ts) with a magnitude of 7.67*1022 Pa; a tangential force (Fs) of 1.06*1027 N/m, and a normal force (Fn) equivalent to 1.47*1028 N/m with a slab pull force of 1.57*1028 N/m. Moreover, the interplate seismic coupling coefficient is 0.21, suggesting a subduction zone of intermediate activity. On the other hand, the dislocation velocity (vs) and subsidence velocity (vd) of the oceanic plate are 3.68 cm/year and 2.76 cm/year, respectively. These geodynamic and kinematic characteristics explain the frequent seismic events of small to moderate intensity (2≤M≤5), and the occurrence of a possible earthquake with Mw≥7 magnitude in the region.
References
Ávila-Barrientos, L., Zúñiga, F. R., Rodríguez-Pérez, Q. y Guzmán-Speziale, M. (2015). Variation of b and p values from aftershocks sequences along the Mexican subduction zone and their relation to plate characteristics. Journal of South American Earth Sciences, 63, 162-171.
Aki, K. y Richards, P. (1980). Quantitative Seismology. Theory and Methods. San Francisco: Freeman.
Arcila, M. y Dimaté, C. (2005). Caracterización de fuentes sísmicas. En A. I. Alvarado y R. Daza (eds), Estudio de microzonificación sísmica de Santiago de Cali. Informe No. 1-6. Bogotá: INGEOMINAS-DAGMA.
Aspden, J. A. (1984). The geology of the Western Cordillera, Department of Valle, Colombia (Sheets 261, 278, 279, 280 y 299). Cali: INGEOMINAS – Misión Británica (British Geological Survey). Reporte No. 4 inédito.
Astiz, L., Thorne, L. y Kanamori, H. (1988). Large intermediate-depth earthquakes and the subduction process. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 53(1-2), 80-166.
Brune, J. N. (1968). Seismic moment, seismicity and rate of slip along major fault zones. Journal of Geophysical Research, 73, 777-784.
Capitanio, F. A., Goes, S., Morra, G. y Giardini, D. (2007). Signatures of downgoing plate-buoyancy driven subduction in motions and seismic coupling at major subduction zones. Earth and Planetary Science Letters, 262, 298-306.
Collot, J. Y., Marcaillou, B., Sage, F., Michaud, F., Agudelo, W., Charvis, P. ... Spence, G. (2004). Are rupture zone limits of great subduction earthquakes controlled by upper plate structures? Evidence from multichannel seismic reflection data acquired across the northern Ecuador–southwest Colombia margin. Journal of Geophysical Research, 109(B11). doi:10.1029/2004JB003060
Conrad, C. P., Bilek, S. y Lithgow-Bertelloni, C. (2004). Great earthquakes and slab pull: interaction between seismic coupling and plate slab coupling. Earth and Planetary Science Letters, 218(1-2), 109-122.
Condori-Quispe, C. y Pérez, J. L. (2016). Análisis de la variación espacio-temporal del valor de “b” en el Valle del Cauca, Suroccidente de Colombia. Revista de la Unión Geofísica Mexicana. GEOS, 35(2), 1-13.
Corredor, F. (2003). Seismic strain rates and distributed continental deformation in the northern Andes and three-dimensional seismotectonics of northwestern South America. Tectonophysics, 372(3-4), 147- 166.
Dinther, Y. V., Morra, G., Funiciello, F. y Faccenna, C. (2010). Role of the overriding plate in the subduction process: Insights from numerical models. Tectonophysics, 484(1-4), 74-86.
Dziewonski, A. M. (1982). Harvard Centroid Moment Tensor Project. Recuperado de http://www.globalcmt.org.
Dziewonski, A. M. y Woodhouse, J. H. (1983). An experiment in systematic study of global seismicity: Centroid-moment tensor solutions for 201 moderate and large earthquakes of 1981. Journal of Geophysical Research, 88(B4), 3247-3271.
Dziewonski, A. M., Chou, T. A. y Woodhouse, J. H. (1981). Determination of earthquake source parameters from wave-form data for studies of global and regional seismicity. Journal of Geophysical Research, 86(B4), 2825-2852.
Dziewonski, A. M., Friedma, A., Giardini, D. yWoodhouse, J. H. (1983). Global seismicity of 1982: centroid-moment tensor solutions for 308 earthquakes. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 33(2), 76-90.
Freymuller, J. T., Kellogg, J. N. y Vega V. (1993). Plate motions in the North Andean region. Journal of Geophysical Research, 98(B12), 21853-21863.
Guzmán-Speziale, M. (2001). Active seismic deformation in the grabens of northern Central America and its relationship to the relative motion of the North America-Caribbean plate boundary. Tectonophysics, 337(1-2), 39-51.
Guzmán-Speziale, M., Valdés-González, C., Molina, E. y Gómez, J. M. (2005). Seismic activity along the Central America volcanic arc: Is it related to subduction of the Cocos plate?. Tectonophysics, 400(1-4), 241-254.
Global CMT Catalog. (s.f.). Global CMT Catalog. Recuperado de http://www.globalcmt.org/
Gutsher, M. A., Malavieille, J., Lallemand, S. y Collot, J. Y. (1999). Tectonic segmentation of the North Andean margin: impact of the Carnegie Ridge collision. Earth and Planetary Science Letters, 168(3-4), 255-270.
Heuret, A. y Lallemand, S. (2005). Plate motions, slab dynamics and back-arc deformation. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 149(1-2), 31-51.
Heuret, A., Lallemand, S., Funiciello, F., Piromallo, C. y Faccenna, C. (2011). Physical characteristics of subduction interface type seismogenic zones revisited. Geochemestry, Geophysics, Geosystems, 12(1), Q01004. doi:10.1029/2010GC003230
International Seismological Centre (ISC). (s.f.). Recuperado de http://www.isc.ac.uk.
Jarrard, R. D. (1986). Relations among subduction parameters. Reviews of Geophysics, 24(2), 217-284
Jost, M. L. y Herrmann, R. B. (1989). A Student’s Guide to and Review of Moment Tensors. Seismological Research Letters, 60(2), 37-57.
Kanamori, H. (1977). The energy release in great earthquakes. Journal of Geophysical Research, 82, 2981-2876.
Kanamori, H. (1986). Subduction-zone Earthquakes. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 14, 293-322.
Kanamori, H. y Astiz, L. (1985). The Akita-Oki Earthquake (Mw = 7.8) and its implications for systematic of subduction earthquakes. Earthquake Prediction Research, 3, 305-317.
Kawasaki, I., Asai, Y., y Tamura, Y. (2001). Space–time distribution of interplate moment release including slow earthquakes and the seismo-geodetic coupling in the Sanriku-oki region along the Japan Trench. Tectonophysics, 330(3-4), 267-283.
Kellogg, J. N., Godley, V. M., Ropaín, C. A. y Bermudez, A. (1983). Gravity anomalies and tectonic evolution of northwestern South America. Trabajo presentado en la 10a Conferencia Geológica del Caribe (pp. 18-31), Cartagena, Colombia.
Kostrov, B. (1974). Mecánica del foco de terremotos tectónicos. Moscú: Edit. Nauka (en ruso).
Kuchay, O. A. (1990). Deformaciones y desplazamientos de bloques de la corteza terrestres en zonas orogénicas intracontinentales (Mediante datos sobre mecanismos focales de terremotos). En Geodinámica de regiones montañosas intracontinentales (pp. 242-246). Nauka: Novosibirsk (en ruso).
Lobkovsky, L. I. (1988). Geodinámica de las zonas de expansión y subducción y de placas tectónicas superpuestas. Moscú: Nauka (En ruso).
López, M. C. (2006). Análisis de deformación tectónica en los pie de montes de las cordilleras Central y Occidental, Valle del Cauca, Colombia - Contribuciones Paleosísmicas (Tesis de maestría inédita). Universidad Eafit, Medellín, Colombia.
Martínez, M. (2015). Sismicidad histórica de la región del Valle del Cauca y zonas aledañas (Trabajo de grado inédito). Universidad del Valle, Cali, Colombia.
Martinod, J., Husson, L., Roperch, P., Guillaume, B. y Espurt, N. (2010). Horizontal subduction zones, convergence velocity and the building of the Andes. Earth and Planetary Science Letters, 299, 299-309.
Monsalve, H., 1998: Geometría de la subducción de la Placa Nazca en el noroeste de Colombia (Tesis de maestría inédita). Universidad Nacional Autónoma de México, México D.F., México.
Nivia, A. (2001). Mapa Geológico del Departamento del Valle del Cauca (escala 1:250 000). Bogotá: INGEOMINAS. Memoria explicativa.
Nivia, A., Galvis, N. y Maya, M. (1997). Geología de la Plancha 242 – Zarzal. Bogotá: INGEOMINAS.
Pacheco, J. F., Sykes, L. R. y Sholz, C. H. (1993). Nature of seismic coupling along simple plate boundaries of subduction type. Journal of Geophysical Research, 98(B8), 14133-14159.
París, G., Marín, W., Sauret, B., Vergara, H. y Bles, J. L. (1992). Neotectónica. En CEE-INGEOMINAS, Microzonificación sismogeotécnica de Popayán (pp. 28-49). CEE-INGEOMINAS, Publicación Especial del Ingeominas N. 2.
Pedraza, P. (2006). Geometría de la subducción de la Placa Nazca en el suroeste de Colombia. Implicaciones tectónicas y sísmicas (Tesis de maestría inédita). Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia.
Pennington, W. D. (1981). Subduction of the eastern Panama Basin and seismotectonics of northwestern South America. Journal of Geophysical Research, 86(B11), 10753-10770.
Risnichenko, Yu. V. (1965a). Dinámica de la corteza terrestre. Moscú: Nauka (en ruso).
Riznichenko, Yu. V. (1965b). Relación entre el flujo sísmico de la masa rocosa y la sismicidad. Informes de la Académica de Ciencias de la URSS, 161(1), 97-99 (en ruso).
Risnichenko, Yu. V. (1976). Investigaciones sobre la física de los terremotos. Moscú: Nauka (En ruso).
Risnichenko, Yu. V. (1985). Problemas de la Sismología. Obras Escogidas. Moscú: Nauka (en ruso).
Risnichenko, Yu. V. y Jibladze, E. A. (1976). Velocidad de los movimientos verticales en el flujo sísmico de masas rocosas. Física de la Tierra, 1, 23-31 (en ruso).
Salcedo, E. De J. y Pérez, J. L. (2016). Caracterización sismotectónica de la región del Valle del Cauca y zonas aledañas a partir de mecanismos focales de terremotos. Boletín de Geología, 38(3), 89-107. doi: 10.18273/revbol.v38n3-2016006
Scholz, C. H. (1968). The frequency-magnitude relation of microfracturing in rock and its relation to earthquakes. Bulletin of the Seismological Society of America, 58(1), 399-415.
Stich, D., Martín, J. B. y Morales, J., 2007: Deformación sísmica y asísmica en la zona Béticas-Rif-Alborán. Revista de la Sociedad Geológica de España, 20(3-4), 311-319.
Trenkamp, R., Kellogg, J. N., Freymueller, J. T. y Mora-Páez, H. (2002). Wide plate margin deformation, southern Central America and northwestern South America, CASA GPS observations. Journal of South America Earth Science, 15, 157-171.
Trenkamp, R., Mora-Páez, H., Salcedo, E. y Kellogg, J. N. (2004). Possible rapid strain accumulation rates near Cali, Colombia, determined from GPS measurements (1996-2003). Earth Sciences Research Journal, 8(1), 25-33.
Turcotte, D. L. y Schubert, G. (1982). Geodynamics. Applications of continuum physics to geological problems. Nueva York: John Wiley and Sons.
USGS. (2000). Map of Quaternary Faults and Folds of Colombia and Its Offshore Regions (escala 1: 2 500 000). Recuperado de https://pubs.usgs.gov/of/2000/ofr-00-0284/ofr-00-0284.plate.pdf