Seismic cycle segmentation in the Chilean Andes and its link to crustal fault reactivation
| dc.catalogador | pva | |
| dc.contributor.advisor | Crempien de la Carrera, Jorge | |
| dc.contributor.advisor | Cembrano, José | |
| dc.contributor.author | Herrera Mena, Marco Tulio | |
| dc.contributor.other | Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería | |
| dc.date | 2025-11-01 | |
| dc.date.accessioned | 2024-10-24T14:43:31Z | |
| dc.date.available | 2024-10-24T14:43:31Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description | Tesis (Doctor in Engineering Sciences)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2024 | |
| dc.description.abstract | Los terremotos de subducción presentan patrones de ruptura complejos tanto espacial como temporalmente, exhibiendo eventos de diversos tamaños que rompen distintos segmentos de falla o superpuestos. Por lo tanto, esclarecer las condiciones controladoras de primer orden de la segmentación de la ruptura y los períodos de retorno de grandes terremotos es crucial para un adecuado análisis de peligro sísmico y de tsunamis. La zona de subducción chilena frecuentemente alberga varios terremotos con magnitudes mayores a 8 (Mw >8), con tasas de recurrencia y ubicaciones heterogéneas. Además, estos eventos pueden desencadenar terremotos en fallas transversales andinas (FTA) que definen zonas de ruptura a lo largo del margen de la placa. En esta tesis se implementaron modelos friccionales cuasi-dinámicos en 3D para investigar el papel de la geometría de la interfaz de placas en la distribución del acoplamiento intersísmico y las rupturas cosísmicas en el Chile central, y cómo están vinculadas a la reactivación de fallas corticales. Para ello simulamos los procesos del ciclo sísmico de subducción en el Chile Central (25ºS-38°S), imponiendo propiedades friccionales dependientes de la profundidad en una geometría realista de interfaz de subducción no plana en 3D. Tras una simulación de 5000 años, las zonas geométricas con cambios abruptos en el manteo o en el rumbo, especialmente asociadas a las FTA, aumentan las probabilidades de detener la propagación cosísmica de terremotos simulados de magnitud Mw8.0-9.0. Nuestras secuencias de terremotos simulados en la zona de subducción de Chile central delimitan áreas de ruptura que coinciden con características geométricas de la interfaz y con terremotos históricos. Estos resultados apuntan al papel crucial de la geometría de la interfaz de fallas en la segmentación del ciclo sísmico a lo largo del rumbo. Asismismo, obtenemos campos de tracción y realizamos un análisis de tendencia de deslizamiento para obtener fallas sintéticas, que comparamos con fallas corticales transversales potencialmente sismogénicas existentes. Con nuestros resultados, identificamos patrones geométricos de los planos con mayor tendencia de deslizamiento con deformaciones inducidas por eventos de subducción sintéticos, de modo que al norte del área de ruptura de cada evento correlacionan con planos de falla normales N20°O–50°O/60°SO en las placas superiores y al sur, correlacionan con planos de falla normales N30°E–80°E/60°NO. Estas observaciones concuerdan con la geometría y cinemática de las FTA en el centro y norte de Chile y con observaciones previas de reactivación de fallas corticales. Finalmente, para identificar una característica diferente que pueda controlar la segmentación sísmica, proponemos una proximación de la presurización térmica, implementada a través de una modificación de la ley de fricción. Este enfoque está diseñado para emular el debilitamiento de la falla y la relación entre la energía de ruptura y el deslizamiento resultante de la presurización térmica, el cual es adecuado para simulaciones completamente dinámicas de múltiples ciclos sísmicos. La incorporación explícita de este proceso en modelos de falla friccionales implica resolver las ecuaciones de difusión para la presión de fluidos y la temperatura fuera de la falla en cada paso de tiempo, lo que incrementa significativamente la complejidad computacional. Además, derivamos y verificamos numéricamente una estimación teórica de la energía de ruptura disipada por nuestra implementación de presurización térmica. Estos resultados apoyan el uso de la teoría de la mecánica de fracturas para comprender la propagación y detención de terremotos muy grandes. | |
| dc.description.funder | ANID | |
| dc.description.funder | FONDAP | |
| dc.description.funder | FONDECYT | |
| dc.fechaingreso.objetodigital | 2024-10-24 | |
| dc.format.extent | xxvi, 140 páginas | |
| dc.fuente.origen | SRIA | |
| dc.identifier.doi | 10.7764/tesisUC/ING/88349 | |
| dc.identifier.uri | https://doi.org/10.7764/tesisUC/ING/88349 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.uc.cl/handle/11534/88349 | |
| dc.information.autoruc | Escuela de Ingeniería; Crempien de la Carrera, Jorge; 0000-0002-6626-6931; 1044475 | |
| dc.information.autoruc | Escuela de Ingeniería; Cembrano, José; 0000-0003-4247-8259; 1008585 | |
| dc.information.autoruc | Escuela de Ingeniería; Herrera Mena, Marco Tulio; S/I; 1131983 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.nota.acceso | contenido completo | |
| dc.rights | acceso abierto | |
| dc.subject.ddc | 620 | |
| dc.subject.dewey | Ingeniería | es_ES |
| dc.title | Seismic cycle segmentation in the Chilean Andes and its link to crustal fault reactivation | |
| dc.type | tesis doctoral | |
| sipa.codpersvinculados | 1044475 | |
| sipa.codpersvinculados | 1008585 | |
| sipa.codpersvinculados | 1131983 |