Estado de esfuerzos estáticos en la interface de placas Coco-Caribe en Costa Rica: Interpretación mecánica para el origen de asperezas en la zona sismogénica

Abstract

La región del antearco a lo largo de la zona de subducción centroamericana muestra una serie de anomalías positivas de gravedad paralelas a la trinchera con anomalías negativas correspondientes, a lo largo de la fosa y hacia la costa. Estas anomalías se extienden desde Guatemala hasta el norte de Nicaragua. Sin embargo, el segmento costarricense del antearco no sigue este patrón debido a la segmentación de la anomalía negativa de la fosa, la ausencia de la anomalía negativa costera y la presencia de masa continental emergida en el lugar de la anomalía positiva del antearco en la Península de Nicoya. Estudios geodésicos y sismológicos a lo largo de la zona de subducción costarricense sugieren la presencia de áreas de acoplamiento en la zona sismogénica bajo la península de Nicoya previo al sismo de magnitud 7,6 Mw del 5 de setiembre de 2012. Estas áreas han sido asociadas anteriormente con asperezas. Publicaciones previas han propuesto un modelo mecánico para el origen de asperezas a lo largo del margen convergente chileno, basado en la estructura de la placa cabalgante. Basado en la estructura de la placa cabalgante, publicaciones previas han propuesto un modelo mecánico para el origen de asperezas a lo largo del margen convergente chileno, en el cual el material ígneo denso en el antearco de la placa cabalgante sobre la zona sismogénica, modifica el estado de esfuerzos estáticos en la interface de placas e influye en los procesos sismogénicos. En Costa Rica, la geología de superficie y los datos de gravedad indican la presencia de corteza densa compuesta por basaltos y gabros que sobreyace la zona sismogénica en donde el acoplamiento está presente. Los valores de anomalía de Bouguer en esta región alcanzan los 120×10-5 m/s2 y son los más altos medidos para Costa Rica. En este trabajo, el estado de esfuerzos estáticos en la interface de placas Cocos-Caribe se calcula basado en la geometría y en la distribución de densidad de un modelo tridimensional de la litósfera de la zona de subducción interpretado a partir de datos de gravedad de modelos geopotenciales combinados. Los resultados muestran una correlación espacial entre las áreas acopladas en la Península de Nicoya y la presencia de anomalías en el estado de esfuerzos estáticos en la interface de placas. Las anomalías de esfuerzo se calcularon para el componente normal del esfuerzo vertical en la zona sismogénica y se interpretaron como originadas por el material denso que compone el antearco en el área. El material denso de las rocas máficas del Complejo de Nicoya y la carga topográfica de la península sobre la zona sismogénica influyen en la distribución de zonas acopladas y el comportamiento sísmico de la región. Esto se debe a que las anomalías en el esfuerzo normal a la interface de placas incrementan el umbral de esfuerzo cortante para generar la ruptura.