Revista Geológica de América Central

Se muestran las capacidades de la modelación de escenarios de terremotos hipotéticos como una herramienta para la evaluación de la amenaza de deslizamientos cosismicos. El entorno geológico - tectónico de Costa Rica y sus características orográficas resultaron ideales para probar esta técnica. El modelo trabaja con: pendiente del terreno, velocidad máxima del suelo (VMS), índice topográfico compuesto (ITC), magnitud y profundidad del sismo disparador para pronosticar la probabilidad de deslizamientos y sus efectos. Se examinaron 5 ambientes tectónicos, eventos de subducción en las penínsulas de (1) Nicoya y (2) Osa respectivamente, (3) eventos intraplaca bajo la Cordillera Volcánica Central (CVC) y el (4) Cinturón Deformado del Centro de Costa Rica y (5) eventos en el tras-arco en el Caribe. Los resultados muestran variabilidad en los valores de umbral de pendientes VMS e ITC dependiente del ambiente modelado, para producir probabilidades de disparo de deslizamientos superiores al 10 %. La magnitud del sismo es siempre el principal controlador de la probabilidad máxima de ocurrencia de deslizamientos. Se validaron las predicciones del modelo comparando los resultados con inventarios de deslizamientos observados en los terremotos de Cinchona (2009) y Limón (1991), donde más del 70% de los deslizamientos ocurrieron en zonas con una probabilidad > 20%. Finalmente utilizamos un modelo global de impacto de deslizamientos para predecir los rangos de exposición y letalidad para cada escenario, revelando que los terremotos de tamaño moderado en CDCCR y CVC y los grandes terremotos de subducción representan un peligro potencial significativo para la población de Costa Rica.

Los modelos de atenuación de las ondas sísmicas se obtienen a partir de datos aceleográficos y representan uno de los insumos más importantes para los estudios de amenaza sísmica, la cual es fundamental para el diseño de estructuras y sistemas sismorresistentes cada vez más eficientes. En vista de que el registro de nuevos sismos aporta información sumamente valiosa para actualizar dichos modelos y estudios, es necesario que ambos se revisen y se replanteen con cierta periodicidad. En este trabajo se desarrolla un análisis descriptivo de datos acelerográficos registrados en estaciones de Costa Rica hasta el año 2021, como base para el posterior desarrollo de modelos de atenuación para el país. La investigación está motivada por el gran número de datos acelerográficos registrados en los últimos 11 años, gracias a la densificación de la red de instrumentos que administra el Laboratorio de Ingeniería Sísmica de la Universidad de Costa Rica. Esto hace que, en el momento actual, se disponga de una base de datos acelerográficos suficientemente amplia y robusta, para poder generar ecuaciones de predicción del movimiento fuerte, conocidas como GMPEs (del inglés Ground motion prediction equations) que representen la atenuación en los tres regímenes tectónicos presentes en el país: cortical, subducción interfase y subducción intraplaca. En esta etapa de la investigación se analizan un total de 3192 registros asociados a 245 sismos, obtenidos después de aplicar una serie de filtros de selección sobre una base de datos compuesta inicialmente por 3981 registros. El análisis ha consistido en obtener las distribuciones del número de eventos y del número de registros en función de la magnitud, profundidad, régimen tectónico y tipo de suelo en la estación de registro, clasificando éste siguiendo los criterios del Código Sísmico de Costa Rica (CFIA, 2010). Entre los principales resultados de esta investigación, que condicionarán los rangos de aplicabilidad de los modelos que se desarrollen posteriormente, se destacan (1) la identificación de una escasez de registros en condiciones de suelo duro o roca (S1), así como de magnitudes altas a distancias hipocentrales cortas y de magnitudes bajas a distancias largas.; (2) el rango de distancias hipocentrales de los registros disponibles es (5-300 km) para sismos corticales, (15-300 km) para subducción interfase y (40-400 km) para subducción intraplaca. Finalmente, se estimaron dos medidas de distancia para fuentes extendidas, denominadas de ruptura, R RUP, y de Joyner y Boore, R J&B, empleadas cuando la ruptura no puede considerarse como puntual. Dichas distancias se han calculado a partir de las distancias para fuentes puntuales, epicentral e hipocentral, R EPI e R HYPO respectivamente, siguiendo la metodología propuesta por Thompson y Worden (2018).

La hoja Monterrey se ubica al noroeste de Costa Rica en el límite del arco volcánico activo y la cuenca de San Carlos (CSC), asociado con la sedimentación, el vulcanismo y la tectónica de la región tras-arco de América Central meridional. El objetivo y método de trabajo fue desarrollar el cartografiado geológico de los depósitos sedimentarios y volcánicos, la tectónica y el muestreo para dataciones radiométricas, geoquímica y petrografía de las diferentes unidades geológicas. Las rocas más antiguas de la Hoja Monterrey están constituidas por los sedimentos clásticos de la Formación Venado depositados en un ambiente de plataforma y transición continental de edad Mioceno Medio – Superior. La geocronología U-Pb del grupo de zircones detríticos más jóvenes en estos sedimentos, registran una edad de sedimentación máxima de 6,9 ± 0,2 Ma, sugiriendo una edad del Mioceno tardío y Plioceno de los sedimentos en esta región de la cuenca de San Carlos, correlacionable con dataciones previas de microforaminíferos, palinología y una edad radiométrica 40K/40Ar del vulcanismo que sobreyace estos sedimentos. La sedimentación del Plioceno en el área se interpreta como la colmatación de la cuenca asociado al cierre del istmo Centroamericano, registrado por una discordancia angular posiblemente asociado al evento tectónico registrado durante el final del Mioceno e inicios del Plioceno. El vulcanismo del Mioceno Superior es sub-alcalino de marcada afinidad toleítica y calco-alcalina y de transición a ambas series, variando de basaltos hasta dacitas. Los análisis geoquímicos sugieren una fuerte diferenciación de estos magmas a partir de fuentes de transición de tipo OIB (para las rocas de afinidad calco-alcalina/alcalina) a fuentes de tipo MORB (para los basaltos de afinidad toleítica) modificadas por los procesos de subducción. El vulcanismo piroclástico del Plio-Pleistoceno se asocia a ignimbritas de composición dacítica-andesítica calco-alcalina. En relación con magmas primarios, los análisis sugieren mayores o altos grados de la fusión parcial con un aporte de fluidos y sedimentos pelágicos carbonatados de la placa subducida al metasomatismo del manto. La normalización al manto primitivo indica enriquecimiento en LILE y deficiencias en HFSE asociado al aporte de fluidos y deshidratación de sedimentos marinos de la placa subducida al metasomatismo del manto, típico del vulcanismo de arco con una componente alcalina que puede estar más relacionada al vulcanismo del tras-arco que al vulcanismo del intra-arco del norte de Costa Rica. La Formación Monteverde de edad Pleistoceno inferior, abarca la mayor parte del área cerca del 78%, mayormente formando suelos de transición y residuales, constituido principalmente por andesitas, asociado también con un vulcanismo piroclástico y volcano-sedimentario presente en el sector suroeste de la hoja. La Formación Buena Vista conforma la actividad volcánica posterior a la Formación Monteverde y está constituido por depósitos volcaniclásticos (lahares) que forman brechas volcánicas muy endurecidas. Los depósitos piroclásticos Holocénicos del volcán Arenal (tefras) son de composición andesítica-andesítica basáltica calco-alcalina y se distribuyen al sur de la hoja. La tectónica compresiva del Mioceno Medio–Superior en el área está registrada por la deformación tectónica de fallas inversas en los sedimentos de la Formación Venado y la tectónica transtensiva del Plioceno y Pleistoceno por fallas principalmente de desplazamiento de rumbo consideradas activas. Las edades Cenozoicas y Mesozoicas obtenidas en zircones detríticos de la Formación Venado, registran el desarrollo y evolución del arco de islas de América Central meridional. En tanto, las edades Proterozoicas y Paleozoicas registran una posible conexión con el norte de América Central o sur de México, o un posible origen Gondwanico o Laurenciano. Sin embargo, podrían indicar también la presencia de fragmentos de corteza continental por debajo de América Central meridional. Estas edades de zircones primordiales son un aporte nuevo al conocimiento geocronológico y evolutivo de estos complejos continentales y proveen un paradigma para futuros estudios sobre la evolución geológica y geotectónica del istmo Centroamericano.

Se presenta un análisis de los espectros de respuesta de la aceleración (ERA) registrados en Nicaragua y su comparación con los que predicen diferentes relaciones de atenuación publicadas (se usa la media geométrica de las componentes horizontales). Se discute un procedimiento para modificar relaciones de atenuación publicadas para su uso local, basado en el análisis de los residuos de los ERA observados, convertidos al valor esperado en roca rígida (VS30 = 1130 m/seg), respecto a las predichas por las relaciones de atenuación ln{ERAobservado(T)} - ln{ERApredicción(T)}. La modificación toma la forma de una corrección Q(μi,σi) con “i” variando sobre los períodos del espectro, donde “μ” es el sesgo y “σ” la dispersión estándar. Se propone un procedimiento para su uso en estimados de amenaza sísmica, que consiste en usar las relaciones modificadas para roca rígida en los cálculos y convertir los espectros de amenaza uniforme obtenidos a la VS30 deseada usando el mismo método empleado para convertir los ERA observados al valor de roca rígida. Se considera que este procedimiento arroja resultados más confiables que cuando se usan directamente relaciones de atenuación publicadas.

Restos dentales de seláceos fueron recolectados en la caverna Gabinarraca, en Venado de San Carlos. Estos fósiles se encontraron en litofacies tipo grainstone, asociados a ambientes de estuario lagunar carbonatado característicos de la Formación Venado de edad Mioceno Superior-Plioceno. Entre los restos de tiburones recuperados destacan ejemplares juveniles de Carcharocles megalodon asociado a ambientes sublitorales y ambientes de aguas salobres. El hallazgo de estos restos permite evidenciar que especies como el Carcharocles megalodon utilizaron las aguas someras del Mioceno donde actualmente se localiza Venado de San Carlos como zona de crianza.