High precision measurements of absolute gravity in México: the Jalisco block changes in gravity triggered by distant earthquakes

• Alfredo Esparza ^[2] ; Jorge Arzate ^[3] ; Ludger Timmen ^[1] ; Jason Silliker ^[4] ; Manuel Schilling ^[1]
  1. [1] University of Hannover

     University of Hannover

     Region Hannover, Alemania

     
  2. [2] Centro Nacional de Metrología (CENAM), El Marqués, México
  3. [3] Centro de Geociencias, Campus UNAM-Juriquilla, Querétaro, México
  4. [4] Natural Resources Canada (NRC/RNCan), Otawa, Canada

  Mostrar afiliaciones +
• Localización: Geofísica internacional, ISSN 0016-7169, ISSN-e 2954-436X, Vol. 59, Nº. 3, 2020, págs. 155-168
• Idioma: inglés
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    En este trabajo se reportan los resultados de 16 mediciones de gravedad absoluta (GA) utilizando dos gravímetros de caída libre, el FG5X-220 de la Universidad Leibniz de Hannover (LUH) y el FG5X-252 del Centro Nacional de Metrología (CENAM). Previo al establecimiento de nuevas estaciones gravimétricas de primer orden y a las campañas de adquisición en el Bloque de Jalisco (BJ), se llevó a cabo la certificación del gravímetro FG5X-252 a partir de dos comparaciones instrumentales; la primera con el FG5X-220 de LUH, el cual es un instrumento certificado de larga estabilidad y repetibilidad debajo de los 2 µGal, y la segunda a través de una comparación internacional con otros 13 instrumentos en las instalaciones de la NOAA en Table Mountain, Colorado, USA.

    Las campañas de medición en el BJ se realizaron durante la estación seca (Feb/Mar) los años 2016 y 2018, e incluyó las estaciones de Chamela (CHA), Guadalajara (UGG), Manzanillo (MAN), Puerto Vallarta (UGP) y Tepic (TEP), ésta última establecida como nueva referencia en el norte del bloque. Los resultados obtenidos de estas dos campañas en el BJ fueron comparados con los valores medidos en 1996 por la NOAA en esta misma región del oeste de México. Los desplazamientos verticales observados en el lapso de dos años en las estaciones CHA (+22.7 cm), UGG (+44.3 cm) y MAN (+54.6 cm) supera sustancialmente el promedio anual (2.8 cm, 4.2 cm y 3.6 cm respectivamente) con respecto a las mediciones de GA de 1996. En el mismo periodo, la estación UGP subsidió 8.5 cm mientras que TEP permaneció muy estable (-0.25 cm).

    En septiembre de 2017 ocurrieron dos grandes sísmos de magnitudes 8.2 y 7.1, con epicentros en la costa de Chiapas (07/sep/2017) y en el Estado de Puebla (19/sep/2017), que fueron registrados en algunas de las estaciones GPS de la red UNAVCO en los sitios MAN, UGG y CHA a pesar de que la fuente sísmica más cercana se localiza a más de 500 km de distancia. El análisis de los datos adquiridos y otros datos geofísicos disponibles apoyan la hipótesis de que el sísmo con epicentro en Puebla disparó la subducción asísmica de una porción de la placa de Rivera (PR), lo que a su vez produjo el levantamiento en dichas estaciones. Concluimos que la subducción asísmica en la zona ocurre debido a la subducción de una corteza oceánica hidratada que arrastra un importante espesor de sedimentos marinos, lo que genera una interfaz lubricada.

  • English

    We report the results of 16 Absolute Gravity (AG) measurements distributed central and western Mexico employing two free-fall gravity instruments; the FG5X-220 of Leibniz Universität Hannover (LUH), and the FG5X-252 instrument of the Centro Nacional de Metrología (CENAM). Previous to the setup of new stations and acquisition campaigns, the FG5X-252 was certified in two steps, first a mutual comparison with the reference gravimeter FG5X-220, which have a long range stability below 2 µGal, and later through an international comparison at NOAA´s Table Mountain, Col. facilities with 13 other instruments of different countries.

    The acquisition campaigns in the Jalisco Block (JB) took place during the dry season of 2016 and 2018, which included AG stations in Chamela (CHA), Guadalajara (AGG), Manzanillo (MAN), Puerto Vallarta (UGP), and Tepic (TEP); the later established new reference station in the north of the JB in 2016. The results obtained from the 2016 and 2018 field campaigns in the JB were compared with 1996 AG data acquired by NOAA at the same sites established. The observed vertical displacements in the two years period at stations CHA (+22.7 cm), UGG (+44.3 cm) and MAN (+54.6 cm) overcomes substantially the annual average (2.8 cm, 4.2 cm y 3.6 cm respectively) from the difference of the AG measurements 2016-1996. In the same period the UGP station subsided 8.5 cm, while station TEP remained quite stable (-0.25).

    In September 2017 two large earthquakes of magnitudes 8.2 and 7.1 occurred in the coast of Chiapas (07/Nov/2017) and in the State of Puebla (19/Nov/2017), which were recorded at some of the UNAVCO´s GPS stations, namely MAN, UGG and CHA even though the nearest seismic source was located more than 500 km to the east. The analysis of our results in combination with other geophysical data support the hypothesis that the earthquake with epicenter in Puebla triggered the aseismic subduction of a segment of the Ribera Plate (RP), which in turn uplifted the stations above mentioned. We conclude that the aseismic subduction in this region is facilitated by a wet oceanic crust that carries important amounts of marine sediments, producing a lubricated interface between oceanic RP and the overriding JP.