Brecha sísmica

Archiu:USGS 1045 Fig5.jpg

Brecha sísmica

Una brecha sísmica, a voltes també denominada estany sísmic, és una zona de relativa calma sísmica en un vora convergent entre plaques tectónicas en la que, a pesar de tindre una història d'sismicidad coneguda, no s'han produït terremots ni ha presentat activitat sísmica rellevant en els últims trenta anys. Atres definicions no precisen un número absolut d'anys d'inactivitat, posant com a criteri que se supere el promig dels intervals d'ocurrència coneguts per a eixe segment en la regió.

Implicancias del concepte: brecha sísmica i hipòtesis associada

El concepte en sí és complex, ya que l'existència de breches sísmiques implica d'algun modo atre concepte, el de «sisme característic»; no existix l'un sense l'atre:

What llaure characteristic earthquakes? The "Working Group on Califòrnia Earthquake Probabilities" gives the following brief definition of the characteristic earthquake hypothesis: "A fault segment is said to have a characteristic earthquake if it repeatedly slips in earthquakes of similar magnitude and if those earthquakes dominate the stress release for that segment"

¿Qué són els terremots característics? El Grup de Treball sobre Provabilitats de Terremot en Califòrnia entrega la següent definició breu de l'hipòtesis de terremots característics: «Es diu que un segment de falla té un terremot característic si es produïxen terremots de magnitut similar en repetides ocasions i si eixos terremots conseguixen la lliberació de la tensió acumulada per a eixe segment»

Y.Y. Kagan i D.D. Jackson, New seismic gap hipotesis: Five years after

Alguns experts han fet ademés una distinció entre dos tipos diferents de breches sísmiques, intentant aclarir aixina les confusions que genera el concepte. Un tipo es referiria a un estany o buit en la distribució espacial de les zones de ruptura dels terremots més grans en un cinturó sísmic definit. Esta classe de brecha no solament s'identificaria pels sismes a lo llarc dels llímits de les plaques tectónicas, sino que també podrien definir-se per sismes menors intraplaca. Un atre tipo de brecha seria la que es definix pels buits en una seqüència de sismes que precedixen a un gran terremot. Esta segona classe de brecha es denomina a voltes «brecha premonitora» pel valor «predictiu» (més precisament, de pronòstic) que se li assigna.

Més en general, un assunt és la definició («lo que és» una brecha sísmica) i una atra cosa són les seues supostes implicancias. Respecte d'açò últim es parla de «hipòtesis de brecha sísmica» (seismic gap hipotesis) i es distinguixen principalment dos:

• La «antiga» hipòtesis (Fedotov 1965) basada solament en el temps transcorregut des de l'últim sisme característic.

• La «nova» hipòtesis (Nishenko i Sykes, 1993), que adicionalment considera una distribució provabilística de les magnituts i els periodos de recurrencia dels sismes.

Un supòsit central de la "nova" hipòtesis és que la major part del desplaçament d'una zona de ruptura ocorre en grans sismes que l'afecten en tota la seua extensió (qüestió que, segons s'ha comentat profusamente a raïl del terremot de Iquique de 2014, semblara no complir-se en el cas del Nort Gran chilé).

Alguns eixemples de breches sísmiques importants

En la zona d'subducción de les costes del Pacífic

Archiu:CAPS 32 1045 Fig5.jpg

Les seccions travesseres a lo llarc de la falla de Sant Andrés mostrant el registre d'activitat sísmica: A) 20 anys abans de l'event de Loma Prieta, B) El sisme principal (círcul gran) i les rèpliques del terremot de Loma Prieta.

En el Cinturó de Fòc del Pacífic es concentra prop del 90% de l'activitat sísmica del planeta i existixen suficients registres històrics que permeten definir les zones que durant molt temps no s'han activat. Alguns eixemples són els següents:

• Brecha d'Iquique o brecha del Nort gran de Chile, a on entre l'extrem sur del Perú i la ciutat chilena de Tocopilla no es presentava des de 1877 cap sisme de gran magnitut que tinguera el seu epicentre allí. En el terremot de Iquique de 2014 esta zona es va activar, pero es varen produir ruptures solament en el terç central de l'extensió de la vora convergent que componia la brecha, donant lloc a dos noves breches (més al nort i més al sur de la zona de ruptura).
• Brecha del Nort Chic de Chile, a on entre el sur de Copiapó i el nort de Valparaíso no existix activitat sísmica des de 1922.

• Brecha de la regió sur del Perú: El terremot de 2001 que va afectar a l'extrem sur peruà no va conseguir produir esmonyides en tota la zona de rompimiento. L'últim gran terremot va ocórrer en 1868 i en una magnitut de 9,0 M_W va provocar una ruptura de 500 quilómetros, segment en el que es va acumular tensió durant 33 anys. Inicialment es va pensar que el terremot de 2001 havia lliberat l'energia acumulada en la brecha pero estudis ulteriors varen demostrar que, encara que va ser molt devastador i va produir grans danys, solament va trencar 350 quilómetros en la vora convergent (és dir, 150 menys que el de 1868).
• Brecha de Guerrero en Mèxic, en la que des de 1908 no es presenta un terremot d'envergadura. La zona comprén aquella extensió de la regió de la Costa Gran de l'estat de Guerrero, al sur de la zona de ruptura produïda pel terremot de Petatlán del 14 de març de 1979, que va registrar una magnitut de 7.6. El Terremot de Guerrer de 2021, va significar el primer sisme major a 7,0M_W en registrar-se en la brecha en 110 anys, no obstant, no va lliberar l'energia suficient que seguix acumulant-se des de 1911, encara que una part del segment ya va trencar en un sisme entre abril i maig de 2014 registrat entre Tecpan de Galeana i Petatlán, s'espera que la partix restant es llibere en un sisme de 7,8M_W.
• Brecha de Michoacán en Mèxic, és una brecha sísmica ubicada en l'oceà Pacífic mexicà, front la costa dels estats de Michoacán i Guerrero. Fins a l'arribada del Terremot de Mèxic de 1985, va tindre molta inactivitat sísmica des de 1911 fins a 1973, quan presentaria un dels 4 sismes importants que ayudarian a esta regió a lliberar tota l'energia acumalada des de 1911. Els sismes del 19 i 20 de setembre de 1985, que varen tindre una repercussió significativa per a la Ciutat de Mèxic i que alcançaran magnituts entre 8,1M_W i 7,6M_W, varen lliberar tota l'energia que es va ser acumulant per de 74 anys. El 19 de setembre de 2022 es va produir un terremot de magnitut 7.7, el 12 de giner de 2025 es va registrar un terremot de magnitut 6.1.

• Brecha de Tehuantepec en Mèxic, és la brecha sísmica més antiga en acumular energia (més de 300 anys), la qual cosa, la fa en la més perilloses d'aquell país. A lo llarc d'este periodo i fins a l'arribada del Terremot de Chiapas de 2017, solament s'havien registrat molt pocs sismes d'intensitat major a 7,0M_W, els quals no havien lliberat part de l'energia que s'ha anat acumulant a lo llarc de 3 sigles. No va ser fins al 7 de setembre de 2017, quan un sisme de 8,2M_W en epicentre en Pijijiapan, Chiapas va lliberar una gran cantitat de l'energia acumulada a lo llarc de més de 3 sigles.
• Brecha de Jalisco és una brecha sísmica en Jalisco en una llongitut de 230 km de llarc i 80 km d'ample des de Cihuatlan fins a Port Vallarta. També és coneguda com a brecha de Port Vallarta o gap Vallarta. No ha tingut un terremot major a 7 (7.1 a 7.5) des del 29 de setembre de 1950 tampoc ha tingut un terremot de magnitut major a 7.5 des del terremot de Jalisco de 1932.

• Brecha de Loma Prieta en Estats Units, en la que abans del terremot de 1989, este segment del sistema de la falla de Sant Andrés va registrar molta menys activitat sísmica que atres parts de la falla. El sisme principal i les rèpliques de l'event es varen produir dins d'esta brecha sísmica.
• Brecha de Nicoya, a on des d'octubre de 1950 no s'ha produït cap terremot important. En 1990 i 1992 es varen registrar dos sismes en la zona, un a l'entrada del Golf de Nicoya, al surest, i un atre al noroest, front a Nicaragua. Estos dos events delimiten un sector en activitat anormalment baixa que constituïx la brecha. En este segment de Nicoya han ocorregut sismes de gran magnitut en 1853, 1900 i l'últim d'ells en 1950. En América Central, la principal característica de la tectónica és la trobada de la placa de Cocos en la placa del Carib i el bloc de Panamà, i la conseqüent subducción, a velocitats d'entre 70 i 90 milímetros per any. Per a esta gran zona d'subducción, Protti et al. (2001) han propost una subdivisió en cinc segments d'acort en les seues característiques geomorfològiques i als registres d'sismicidad:
• Nicaragua-Papagayo;
• Nicoya;
• Cóbano-Ferradura;
• Quepos-Sierpe; i
• Orsoa-Burica.

En el segment de Nicoya es generen els sismes de gran magnitut (superiors a 7 graus), pero és al mateix temps el segment a on hi ha major quiescencia en el periodo intersísmico.

• Brecha de les illes Kuriles Centrals en Rússia, a on immediatament despuix del terremot de l'Oceà Índic de 2004, en un anàlisis de les breches sísmiques de l'oceà Pacífic, es va identificar al segment de les Kuriles centrals de la zona d'subducción de la fossa de les Kuriles com la més provable que done lloc a un gran terremot. La zona no experimentava cap gran terremot des de 1780, fins als events de 8,3 del 15 de novembre de 2006 i de 8,2 del 13 de giner de 2007.
• Japó Oriental – Honshū i Hokkaidō orientals. Els sèt segments principals en sismes característics definits per Nishenko (1989) varen ser els següents:
  • Nemuro – Oki, en sismes característics (SC) en 1894 i 1973 (M_W=7,8 pronosticat per Fedotov en 1965);
  • Tokachi – Oki (144.5°-146.5° I), SC en 1843 i 1952 (M_W=8,1);
  • Tokachi – Oki (142°-144° I), SC en 1677 (M_S=8,1), 1763 (M_S=7,7), 1856 (M_S=7,7) i 1968 (M_W=8,2)
  • Sanriku – Oki, SC en 1611 (M_S=8,1), 1793 (M_S=7,1) i 1897 (M_S=7,6);
  • Miyagi Oki, SC en 1978 (M_S=7,4) i events regulars en els últims 350 anys;
  • Shioya Oki, SC en 1938 (M_S=7,1-7,7), 5 events en eixe any, aparentment únics events en els últims mil anys; i
• Península Boso, SC en 1703 (M_S=8,2) i 1923 (M_W=7,9).

Japó Sudoccidental – Honshū Occidental. En esta zona, Nishenko (1989) va delimitar els següents segments:

• Fossa Nankai, SC en 1707 (M=8,4) i 1854 (M=8,4); i
  • Tokai gap, SC en 1944 (M_W=8,1) i 1946 (M_W=8,1).

El terremot de l'11 de març de 2011, de magnitut 9,0 M_W es va produir en una brecha sísmica de la fosar japonesa. El seu epicentre va ser en l'Oceà Pacífic, a uns 130 km a l'est de Sendai, Honshu. Degut a que en esta latitut la Placa del Pacífic subduce baix la Placa de Ojotsk a una velocitat coneguda (d'uns 8,3 centímetros per any), s'esperava que s'haguera acumulat gran tensió des de l'últim sisme d'envergadura (en 1994), no obstant pels estudis previs dels intervals, dels sismes característics i per la situació geomorfològica d'estes costes, el càlcul més provable dels sismólogos era que es donara una magnitut d'entre 8 i 8,5 graus.

En el Cinturó Alpí-Himalayo

Archiu:Kangra Fort01. CAPS 66

Placa en hindi en memòria de les víctimes del terremot de 1905. Fort de Kangra

• Brecha sísmica central del Himalaya: El Himalaya és en el seu conjunt un escenari sísmic, a on històricament s'han concentrat terremots de magnituts significatives (entre 7,5 i 8,5 graus). En la primera mitat de el XX varen ocórrer allí quatre terremots (en els anys 1897, 1905, 1934 i 1950) en gran lliberació d'energia. Degut a que l'últim d'ells va ocórrer en 1950 i a que des de llavors la zona ha permaneixcut sísmicamente inactiva, se li classifica entre les breches importants del cinturó. El segment central del Himalaya s'ha considerat com particularment vulnerable, basant-se els experts en el registre d'un gran terremot (8,0) de llímit de placa. En la regió es coneixen ademés atres dos events sense registre precís (en 1505 i 1803) descrits per diversos autors i cronistes com a grans terremots. Alguns estudis recents han qüestionat la validea d'esta hipòtesis, sugerint que estos terremots no deurien classificar-se com els característics de llímit de placa i aportant aixina mateix un atre model explicatiu de major interval, a on els eixos frontals del Himalaya podrien sometre's a una quiescencia milenària pel que fa a la generació de grans terremots, perque la tensió es resoldria en deformació tectónica, fent innecessària l'ocurrència de megaterremotos freqüents de magnituts propenques a 8 graus.