Determinación geodésica del deslizamiento de falla para el terremoto de Lorca del 11 de Mayo de 2011 usando interferometría radar y GPS
- Autores: Pablo J. González, Kristy F. Tiampo, Mimmo Palano, Flavio Cannavo, José Fernández
- Localización: Física de la tierra, ISSN 0214-4557, Nº 24, 2012, págs. 171-192
- Idioma: español
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Resumen
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La falla de Alhama de Murcia (FAM) está compuesta por diferentes segmentos con movimiento de desgarre siniestral con componente inversa. La FAM es una de las fallas de mayor longitud en las Béticas (sudeste de España). Así, en las últimas décadas su potencial sismogenético se ha evaluado usando principalmente datos de paleo-sismicidad. El 11 de mayo de 2011 un terremoto de magnitud momento moderada (Mw 5.1) sacudió Lorca, causando nueve muertes y cuantiosos daños materiales.
La localización inicial de la secuencia de replicas no sugería ninguna tendencia en particular. Por otro lado, inspecciones geológicas realizadas in situ no identificaron ninguna fractura superficial que se pudiera asociar a deformación cosísmica. Para poder mejorar la evaluación del peligro sísmico en la zona, es necesario localizar y, si es posible, caracterizar la distribución del deslizamiento en la falla que generó este terremoto.
En este trabajo presentamos deformaciones corticales pequeñas, pero significativas, medidas en la zona epicentral del terremoto de Lorca mediante el uso de técnicas geodésicas (interferometría radar de satélite y GPS). Los datos radar se procesaron obteniendo un conjunto de interferogramas diferenciales (corregidos por un hundimiento continuado debido a extracción de agua subterránea). Se han obtenido estimaciones GPS de coordenadas tanto diarias como a altas frecuencias (1-Hz). Hemos realizado una inversión conjunta de los desplazamientos cosísmicos detectados con ambas técnicas para determinar los parámetros del plano de falla, considerando un modelo de dislocación rectangular en un semiespacio elástico. El plano de falla ajustado sigue la geometría estimada geológicamente para la FAM (orientación NE-SW y buzamiento de ~70º NW). Posteriormente, a partir del modelo con deslizamiento homogéneo obtenido, el plano de falla se extiende y divide en segmentos, permitiendo un análisis más detallado del patrón de distribución de deslizamiento sobre el plano de falla.
La distribución de deslizamiento obtenida indica que este ocurrió en un segmento principal de unos 4- 5 km de longitud con movimiento inverso y siniestral (con una magnitud máxima de deslizamiento de ~20 cm). El modelado también indica que una parte del deslizamiento ocurrió cerca de la superficie bajo la zona central y suroeste de la ciudad de Lorca. El carácter somero del deslizamiento a lo largo del plano de falla, así como el efecto amplificador producido por la finalización de la ruptura bajo el sudoeste de la ciudad probablemente fue el causante de la relativamente alta intensidad de la aceleración registrada (~0.4g). Esta ha sido la primera vez que se ha detectado claramente deformación cosísmica producida por un terremoto en la Península Ibérica mediante el uso de técnicas geodésicas modernas (InSAR y GPS), y permitiendo invertir de forma rigurosa las características del terremoto.
- English
The Alhama de Murcia Fault (AMF) is a compound multi-segmented oblique left-lateral fault system.
The AMF is one the longest faults in the Eastern Betics Shear zone (Southeastern Spain). In the last decades its seismogenic potential has been carefully evaluated based on paleoseismological data. On May 11th, 2011 a moderate (Mw 5.1) earthquake shook the region, causing nine casualties and severe damage in Lorca city (Murcia region). The early reported location of the aftershock sequence did not draw any particular trend; furthermore in-situ geology surveys did not identify any surface coseismic slip-related ground deformation. In order to provide better seismic hazard assessments, we need to locate and, if possible, characterize the fault-slip distribution that generated this earthquake.
In this work, we detected small but significant ground deformation close to the epicentral area of the Lorca earthquake by using geodetic (satellite radar interferometry and GPS) data. Geodetic data was processed by using a stack of differential radar interferograms (corrected for a known long-term subsidence contribution), daily GPS estimated coordinates and high-rate 1-Hz GPS data. We jointly inverted the detected static coseismic displacements for the fault plane geometry parameters by using a rectangular dislocation model embedded in a homogeneous elastic half-space. The best-fitting fault plane closely follows the geologically derived AMF geometry (NE-SW strike trend and dipping ~70º to NW). Later, the obtained model geometry was extended and divided into patches to allow for a detailed analysis of the fault slip distribution pattern.
Slip distribution indicates that slip occurred in a main patch �4-5 km long� with reverse and leftlateral motion (with peak fault slip magnitude of ~20 cm). However, the modelling results also indicate that fault slip occurred close to the surface along the centre and southwest of the city of Lorca.
The shallower character of the slip and the effect of a finite dynamic rupture fault arrest probably caused the relatively intense ground acceleration recorded in the city of Lorca (~0.4g) and increased the building damage. This study also represents the first modern geodetically observed ground deformation signature due to seismic activity in the Iberian Peninsula.
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