Comunidad científica preocupada por brecha sísmica de Atacama

El desierto de Atacama en el norte de Chile está adyacente al contacto de subducción entre las placas de Nazca y Sudamericana. La convergencia en este margen tectónico ocurre en dirección noreste a una velocidad de alrededor de 6,7 cm/año, sometiendo a las costas a fuertes terremotos y tsunamis gigantes.

La zona de Atacama presenta una gran sismicidad histórica, dominada principalmente por terremotos de subducción en el contacto interplaca (tipo thrust), los cuales son característicos de fallas de bajo ángulo generados por la liberación de grandes esfuerzos acumulados.

A lo largo de esta importante región de brecha sísmica, los últimos grandes terremotos tsunamigénicos fueron los eventos ~Ms8.3 en 1819 y ~Mw8.6 en 1922, cuyas áreas de ruptura fueron bastante similares extiendiéndose desde Chañaral hasta Huasco y La Higuera, respectivamente.

Si bien el registro histórico relativamente corto de terremotos y tsunamis está bien establecido, comprende en gran medida evidencia de los últimos dos siglos y se sabe poco sobre los eventos prehistóricos en esta brecha sísmica.

Varios de los principales eventos sísmicos en la costa de Atacama han estado acompañado de eventos precursores, donde se destacan los eventos de 1819 (Ms8.3), 1918 (Mw7. y 1922 (Mw8.6) lo que puede significar como un patrón en un futuro terremoto, sin embargo, otros eventos importantes en la costa del país han ocurrido sin precursores notablemente registrados.

Cabe destacar además que en la zona frente a Caldera han ocurrido enjambres sísmicos a lo largo de la historia: en 1973, 1979 y 2006, aunque ellos no han finalizado con un evento principal importante. La ocurrencia de enjambres sísmicos puede verse involucrada por la subducción de la dorsal de Copiapó justamente en el intersegmento de Barranquilla (frente a Caldera), zona que posee alta sismicidad pero bajo acoplamiento tectónico.

Existen dos segmentos altamente acoplados y con baja sismicidad actualmente: Chañaral (25°-27.5°S) y Atacama (28.2°-29.5°S) y dos intersegmentos débilmente acopladas con mayor sismicidad: Barranquilla (27.5°-28.2°S) y La Serena (29.5°-30.5°S). Los segmentos altamente acoplados se correlacionan con rupturas históricas de megathrust (como en 1922), mientras que las intersecciones de acoplamiento bajo se correlacionan con zonas que se comportan como barreras a la propagación de la ruptura sísmica, actuando como mecanismo de freno (blucking) y con la subducción de zonas de fractura o montes submarinos. En ciertas ocasiones, cuando la acumulación es alta en ambos sectores, los intersegmentos no retienen la propagación de la ruptura y se liberan de igual manera (como en 1922).

La brecha sísmica es el área donde no han ocurrido rupturas por algún terremoto importante en los últimos años. Se da en las zonas entre rupturas. Mientras mayor intervalo transcurra desde el último terremoto de gran magnitud, es más probable que ocurra otro de similares características. El conocimiento sismológico ha avanzado en estas últimas décadas y se reconoce el concepto de ruptura variable, es decir, una misma zona puede presentar tanto longitudes y anchos de ruptura como desplazamientos en la falla que difieren entre ciclos.

La mayoría de los segmentos de Chañaral (25°-27.5°S) y Atacama (28.2°-29.5°S) pueden romperse solos con terremotos Mw≤8 (tipo 1983) que típicamente ocurren cada ~40 años, o ruptura junto con un megathrust tipo 1922 ~Mw8.6. En este caso, la ruptura sería compleja, potencialmente rico en contenido de alta frecuencia, ya que tiene que propagarse a través del intersegmento de Barranquilla que se cree que está compuesto de asperezas que debilitan la velocidad a pequeña escala, y también deben romperse la parte más superficial de la interfaz de subducción lo que produce importantes tsunami.

Vistos los altos niveles de acoplamiento en los segmentos de Chañaral y Atacama donde además destaca la baja sismicidad, y la ausencia de un terremoto importante en la zona, además de la ocurrencia de un evento Mw8.3 (2015) en el segmento sur de la brecha, estos son los dos escenarios más probables en el corto-mediano plazo:

(1) La falla de un solo segmento con un terremoto moderado (~Mw 8.0) que puede contemplar tanto el segmento norte comprendido entre Taltal y Caldera: 25°-27.5°S (300-350 km) o el segmento sur entre Caldera y La Higuera: 28.2°-29.5°S (~250 km); o

(2) Una ruptura de multisegmento (heterogéneo) asociada a un evento de tipo 1922 (~Mw 8.6) con excitación de tsunami grande. Como en 1922, el último escenario amenaza con inundaciones severas tanto en lugares regionales como distantes. Con ruptura entre 25°-29°S (~500 km).

A modo de comparación, el cálculo directo de un tiempo de recurrencia para el evento de 1922, basado en la magnitud y las estimaciones del promedio de deslizamiento co-sísmico es de ~104 años. Hasta ahora han transcurrido 98 años.

Por otra parte, la reciente ocurrencia del Mw8.3 en 2015 (terremoto de Illapel), que rompió el límite sur de esta región, probablemente aumentó el estrés en el interfaz de placa y puede influir en el momento de la ruptura.

El terremoto de 1995 (Mw8.1) en Antofagasta no liberó toda la deformación elástica acumulada en el segmento Paranal (23.5°-25°S) y la zona bloqueada bien desarrollada allí sugiere un alto potencial para futuras rupturas sísmicas importantes. Sin embargo, la ausencia de registros históricos hace que sea una tarea imposible formular una hipótesis sobre la duración del ciclo sísmico allí.

La ocurrencia de un terremoto en la zona podría ocasionar un tsunami que afecte muchos emplazamientos habitados en la costa de Atacama, ciudades principales como Chañaral, Caldera, Huasco, algunas caletas; en el peor de los casos (estimado en Mw 9) las alturas del tsunami podría tener olas máximas de hasta 25-30 metros en algunas zonas, donde algunas caletas como Puerto Viejo se verían altamente afectadas. El fenómeno podría afectar otras ciudades de la costa de Chile.

El proceso de licuefacción y la amenaza por inestabilidad de laderas podría ocasionar más daños adicionales que los producidos por el mismo terremoto y un eventual tsunami.

Las intensidades sísmicas serían altas en localidades costeras, pudiendo alcanzar fácilmente los IX-X Mercalli con terremotos >Mw 8.5; también se pueden ver afectados algunos emplazamientos en el interior con sustrato de suelo como Copiapó, Tierra Amarilla y Vallenar.

El daño que podría ocasionar el tsunami y el terremoto en instituciones de respuesta (Carabineros, Bomberos, Hospitales) es alta, varias de ellas en zonas de inundación tsunami, además del impacto que puede tener en los servicios básicos como el agua que son bajos en algunas localidades. Es necesaria una mayor vigilancia, fiscalización de construcción de estructuras en la playa y preparación en la población.

En otras zonas como Iquique-Tocopilla o La Ligua-Pichilemu también son marcadas como brechas sísmicas, sin embargo, su potencial no es tan alto como el que presenta la costa de Atacama.

Fuentes:

Métois, M., Vigny, C., & Socquet, A. (2016). Interseismic Coupling, Megathrust Earthquakes and Seismic Swarms Along the Chilean Subduction Zone (38°–18°S). Pure and Applied Geophysics, 173(5), 1431–1449.

Métois M., Vigny C., Socquet A., Delmore A., Morvan S., Ortega I., Valderas Bermejo C.-M. (2013). GPS-derived interseismic coupling on the subduction and seismic hazards in the Atacama region, Chile. Geophysical Journal International, Oxford University Press (OUP).

Ruiz, S., & Madariaga, R. (2018). Historical and recent large megathrust earthquakes in Chile. Tectonophysics, 733, 37–56.

Scholz, C. H., & Campos, J. (2012). The seismic coupling of subduction zones revisited. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 117(B5), n/a–n/a.