Introducción

La mayoría de los terremotos sucesivos en el tiempo y en el espacio (McGee, 1965) distingue tres tipos de estos grupos:

Tipo I: No se producen sismos premonitorios, el terremoto principal es el primero, le sigue una serie de terremotos de menor magnitud.

Tipo II: Se dan sismos premonitorios, cuyo número aumenta gradualmente antes del terremoto principal.

Tipo III: La secuencia de terremotos sucede en forma de un enjambre en el cual no se distingue un terremoto principal.

Los enjambres son una secuencia de terremotos que ocurren en una zona delimitada y un corto período de tiempo. Estos se producen en zonas de sistemas de heterogeneidades y distribuciones de esfuerzos no uniformes y concentrados (Udías y Mezcua, 1997).

La relación de distribución frecuencia-magnitud (Gutenberg y Richter, 1944), es una de las relaciones empíricas más conocidas en sismología. Describe la relación de la frecuencia de ocurrencia de los terremotos como una función de la magnitud.

El valor de “b” de la relación de distribución Gutenberg-Richter (log₁₀N(M)=a-bM), es uno de los parámetros más importantes para caracterizar la actividad sísmica y asocia la distribución del tamaño de las magnitudes de los eventos sísmicos. Existe una relación inversa entre el valor de “b” y el nivel de esfuerzo, dado que un menor pendiente en la plática (sic), una menor pendiente en la ecuación, que a su vez está relacionada con un mayor número de eventos de magnitudes grandes con relación a la cantidad de eventos de magnitudes pequeñas, esto implica una concentración de esfuerzos mayor en la zona; de la misma forma valores de “b” grandes implican una concentración de esfuerzos menor (Wyss, 1973; Wiemer y Wyss, 1997; Wiemer, 2001). Precisamente, el valor de “b” revela que tan rápida-mente se mueve una zona de falla-miento, en otras palabras, caracteriza la distribución de magnitudes.  

El valor de “a” de la relación de distribución Gutenberg-Richter es la tasa de sismicidad de una región y matemáticamente expresa el logaritmo del número de sismos con magnitudes mayores o iguales a la unidad de completitud, de tal manera que se pueden obtener el total esperado de eventos en la región si se extrapola la relación hasta las magnitudes más pequeñas.

Tanto el valor de “a” como el de “b” pueden variar de acuerdo con el tamaño del área seleccionada y con el período de tiempo utilizado. La magnitud de completitud (Mc), es la magnitud mínima de reporte homogéneo durante un período de tiempo a partir del cual los datos pue-den representarse por una línea recta cuya pendiente es el valor de “b”.

Recientemente, varios estudios de variaciones espaciales en la distribución frecuencia-magnitud en diferentes regímenes tectónicos (Wiemer y Wyss, 1997) utilizando una técnica de cartografiado espacial de alta resolución. Wiemer y Katzman (1999) mostraron que el valor de “b” varía desde 0,6 a 1,4.

En el presente trabajo se utilizan 50 eventos de la actividad sísmica, para evaluar el parámetro “b” de la relación de distribución de Guten-berg-Richter utilizando el programa Zmap (herramienta para el análi-sis de los patrones de sismicidad (Wiemer, 2001)), y caracterizar la región donde se originó.  

Secuencia de los eventos sísmicos

Se analizan las características de la secuencia de eventos sísmicos ocurrida los días 17 y 18 de agosto de 2006, en el estado Sucre, entre las poblaciones de Casanay, El Pilar, San José de Aerocuar y la ciudad de Carúpano (Figura 1). Dichos eventos se localizaron en la región nororiental de Venezuela, región de especial interés por la interacción de las placas tectónicas, ya que se encuentra en la zona de interacción de las placas tectónicas del Caribe y Suramericana.

Relación de distribución Gutenberg-Richter

La distribución frecuencia-magnitud de los eventos sísmicos (Gutenberg y Richter, 1944; 1954) (Isacks et al., 1968), es uno de los métodos empíricos más conocidos en sismología; es extensamente usada con el propósito de estimar la probabilidad de ocurrencia de estos eventos sobre un nivel de magnitud dado, para definir el carácter tectónico de una región (Nur, 1972; Carter y Berg, 1981); y en la detección de cambios significativos en la razón temporal de la sismicidad (Smith, 1981; Mulargia y Tinti, 1983).

                                                                                                               log₁₀N(M)=a-bM                                                                                                                  (1)

donde M es la magnitud sísmica, N es el número de sismos que poseen magnitud con valor igual o mayor que M, y “a” y “b” son constantes adimensionales que definen la sismicidad del área. El valor de “b” es considerado como un indicador del esfuerzo en la región considerada (Wiemer y Wyss, 2002). Se ha observado en el laboratorio que tiene fuerte relación con el esfuerzo en el volumen a considerar (Scholz, 1968). El valor de “a” está relacionado con la actividad sísmica propiamente dicha, es decir, con la densidad del nivel de sismicidad regional o productividad sísmica (Kossobokov y Keilis-Borok, 2000)

Valores de “a”, “b” y “Mc” de la secuencia de los eventos sísmicos

La figura 5, muestra la gráfica del número de eventos acumulados contra la magnitud para la magnitud. Utilizando el método de máxima verosimilitud con el programa ZMAP, se encontró 3,09 para el valor de “a”: 0,866 ± 0,1 para el valor de “b” y 1,7 para la magnitud de completitud (Mc), este valor de “b” alrededor de 1, es típico para la secuencia de eventos sísmicos. Es importante destacar, que el margen de variación de “b” para las series de eventos sísmicos oscila entre 0,4 y 1,8. En general, las series de eventos sísmicos secundarios en las que predomina el terremoto principal tienen valores altos de “b”, y los enjambres o secuencias sísmicas con varios terremotos de casi igual magnitud, tienen valores bajos de “b” (Udiás y Mezcua, 1997), lo que concuerda con los resultados encontrados.

En la actualidad, debido al uso de computadoras, se utilizan tambien métodos numéricos que utilizan como fuente de información tanto la onda P como la onda S (Buforn, 1994).

Los terremotos son causados en general por fracturas en la corteza terrestre. Para poder hacer un modelo de esta fractura o de la física que ocurre durante el terremoto se pueden tomar una perspectiva ya sea cinemática o dinámica. En los modelos cinemáticos se estudia directamente el vector desplazamiento sin tener en cuenta el estado de esfuerzos (Udías, 1994). En los modelos dinámicos el desplazamiento es calculado a partir de los esfuerzos que actúan en la región focal (Madariaga, 1994).

El patrón de radiación de la onda P para el mecanismo focal compuesto de la secuencia de los eventos sísmicos (enjambre), se determinó utilizando la polaridad de las primeras llegadas con el programa SANSORES 1991 (Figura 6), el cual utiliza la proyección focal de Schmidt y se basa en el método de la polaridad del primer impulso de la onda P (Udías et al., 1985), para determinar los parámetros del mecanismo focal, dando como resultado un fallamiento inverso con componente dextral (plano A) con buzamiento N51,5ºO, lo que indica un deslizamiento en la dirección opuesta al buzamiento (Figura 7). Este enjambre sísmico ocurre en la zona de falla del sistema de fallas El Pilar, el cual se caracteriza por ser un área “imbricada” de fallas.

Conclusiones

En este estudio se analizaron las características de la actividad sísmica ocurrida en el estado Sucre, los días 17 y 18 de agosto de 2006, con el propósito de determinar el valor de las constantes “a” y “b” de la relación de distribución Gutenberg-Richter (log₁₀N(M)=a - bM), la magnitud de completitud Mc, e identificar la falla activada. Los resultados se pueden resumir como sigue:

Se encontró 3,09 para el valor de "a"; 0,866 ± 0,1 para el valor de "b" y 1,7 para la magnitud de completitud (Mc), este valor de "b" alrededor de 1, se encuentra dentro del rango de valores establecidos a nivel mundial y de acuerdo con la relación Gutenberg-Richter es típico para la secuencia de eventos sísmicos (enjambres).

El patrón de radiación de la onda P indica un fallamiento inverso con componente dextral.

Este enjambre sísmico es típico de esta zona del sistema de fallas El Pilar

Referencias bibliográficas

Buforn, E. (1994). Métodos para la determinación del mecanismo focal de los terremotos. Física de la Tierra, (6), pp. 113-139.

Carter, C. A. y E. Berg, (1981). Relative stress variations as determined by b-values from earthquakes in Circum-Pacific subduction zones. Tectonophysics, 23:283-297.

CSUDO, (2006). Boletín Sismológico Nororiental, tomo 3.

Gutenberg, R. and C. F. Richter, (1944). Frequency of earthquakes in California. Bull. Seismol. Soc. Am., 34, 185-188.

Gutenberg, B., and, C. F. Richter, (1954). Seismicity of the Earth and associated phenomena. 2da ed.

Princeton University Press. Princeton, New Jersey, EUA.

Karnik, V., (1972). Seismicity of the European Area. Reidl Publishing Co. Dordrecht, the Netherlands.

Kossobokov, V. G. y Keilis-Borok V. I., (2000). Implications of a statistical physics approach for earthquake hazard assessment and forecasting. Pure App. Geophy., 157(11):2323-2349.

Maradiaga, R., (1994). Dinámica de la fuente sísmica. Física de la Tierra, (6), pp.29-72.

Mogi, K., (1963). Some discussions on afterschoks, foreschocks and earthquake swarms, the fracture of a medi-infinite body caused by inner stress origen and its relations to earthquake phenomena. Bull. Earthq. Res. Inst. Tokio Univ. 41:615-658.

Mulargia, F. y S. Tinti, (1983). Relative stress evolution of the Straits of Messina area in the period 1950-1980 as determined from seismicity. Il Nuovo Cimento Lett., 38:405-409.

Scholz, C. H., (1968). The frequency-magnitude relation of microfracturing in rock and its relation to earthquakes. Bull. Seismo. So. Am., 58(1):399-415

Smith, W. D., (1981). The b-value as an earthquakes precursor. Nature, 289:136-139.

Udías, A., Muñoz, D. y E. Buforn, (1985). Mecanismo de los Terremotos y Tectónica, Cátedra de Geofísica, Facultad de Ciencias Físicas. Editorial de la Universidad Complutense, Madrid, España.

Udías,A., (1994). Parámetros de los terremotos. Física de la tierra, (6), pp.87-103.

Udías A y J. Mezcua, (1997). Fundamentos de Geofísica. Alianza Editorial, S.A., Madrid, España.

Wiener, S. and M. Wyss, (1997). Mapping the frequency-magnitude distribution in asperities: An improved technique to calculate recurrence times. J. Geophys, Res., 102(B7), 15, 115-15, 128.

Wiener, S. and K. Katsumata, (1999). Spacial variability of seismicity parameters in aftershock zones. J. Geophys, Res., 104(B6), 13, 135-13, 151.

Wiener, S., (2001). A software package to analyze seismicity: ZMAP. Seis. Res. Lett., 72(2), 374-383.

Wiemer, S. and M. Wyss, (2002). Mapping spatial variability of the frequency-magnitude distribution of earthquakes. Advances in Geophysics, 45:259-302.

Zúñiga, F. R. and M. Wyss, (2001). Most- and least-likely locations of large to great earthquakes along the Pacific Coast of Mexico estimated from local recurrence times based on b-values. Bull. Seismo. So. Am., 91(6):1.717-1.728.