Segmentación Térmica Del Margen Del Norte Del Ecuador y Del Sur de Colombia

14
ESPOL - FICT SÍSMICA EN 2D EL KARST SUBMARINO DE MEGA DEPRESIONES CIRCULARES DE LA CORDILLERA CARNEGIE (ECUADOR): POSIBLE ORIGEN POR DISOLUCIÓN SUBMARINA 1. INTRODUCCIÓN Las cordilleras de Carnegie, Cocos y Malpeo están situadas en un contexto geodinámico, siendo plataformas resultantes de la interacción de entre el Punto Caliente de Galápagos y la dorsal Nazca-Cocos desde el Mioceno hasta la actualidad. Las depresiones que se presentan en estas plataformas dan lugar a interrogantes sobre la existencia de un relieve cárstico y sobre su origen. 2. DESCRIPCIÓN DE LOS CAMPOS DE DEPRESIONES CIRCULARES SUBMARINAS 2.1. LA ZONA DE DESCUBRIMIENTO: LA CORDILLERA DE CARNEGIE ROXANNA ELIZABETH PATIÑO ROBINSON

description

SISMICA

Transcript of Segmentación Térmica Del Margen Del Norte Del Ecuador y Del Sur de Colombia

ESPOL - FICTSSMICA EN 2DEL KARST SUBMARINO DE MEGA DEPRESIONES CIRCULARES DE LA CORDILLERA CARNEGIE (ECUADOR): POSIBLE ORIGEN POR DISOLUCIN SUBMARINA1. INTRODUCCINLas cordilleras de Carnegie, Cocos y Malpeo estn situadas en un contexto geodinmico, siendo plataformas resultantes de la interaccin de entre el Punto Caliente de Galpagos y la dorsal Nazca-Cocos desde el Mioceno hasta la actualidad. Las depresiones que se presentan en estas plataformas dan lugar a interrogantes sobre la existencia de un relieve crstico y sobre su origen.

2. DESCRIPCIN DE LOS CAMPOS DE DEPRESIONES CIRCULARES SUBMARINAS2.1. LA ZONA DE DESCUBRIMIENTO: LA CORDILLERA DE CARNEGIELa cordillera de Carnegie se extiende desde las Islas Galpagos hasta la fosa de subduccin sudamericana a la latitud del Ecuador. Est compuesta de dos ramales separados por un bajo topogrfico: el ramal occidental que soporta a las Islas Galpagos, y el ramal oriental culmina a menos de 700 metro de profundidad en la proximidad de la fosa de subduccin.

2.2. DESCRIPCIN DE LOS CAMPOS DE DEPRESIONES CIRCULARESUn anlisis morfolgico realizado con los datos multihaz disponibles, muestra que las depresiones ms profundas estn situadas bajo la columna de agua que es la ms importante. No parece haber una relacin entre el dimetro de la depresin y su localizacin.

La puesta en evidencia de campos de depresiones circulares ampliamente repartidos sobre los flancos de la Cordillera de Carnegie (y su presencia sobre la cordilleras de Cocos y de Malpelo) y ms generalmente por debajo de la zona de alta productividad ecuatorial sugiere que se trata de un fenmeno regional mayor y permite interrogarse sobre su origen.

3. ORIGEN DE LAS DEPRESIONES CIRCULARESEl origen de estas depresiones puede darse debido a un Paleo Karst areo, debido a una Karstificacin bajo una dbil capa de agua en la proximidad de zonas emergidas, por un resultado de la accin de corrientes, puede tratarse de estructuras de basamento volcnico envueltas por los sedimentos y tambin puede tratarse de figuras de disolucin submarina.

4. MODELOS DE DISOLUCIN SUBMARINAEl modelo ms aceptable es aquel de una disolucin submarina, pero siendo controlada y modulada por factores propios de la cordillera que favorecen el desarrollo de campos de depresiones circulares dentro de los carbonatos.El primer modelo (disolucin por arriba) sera: una modificacin de la produccin en superficie de la materia orgnica y su transferencia rpida hacia el fondo es el origen de la presencia de agua corrosivas sub-saturadas en carbonatos que afectan las zonas de productividad alta.

El segundo modelo (disolucin por abajo): agua de mar sobresaturada en carbonato se filtra al nivel de zonas del fondo ocenico desprovistas de sedimentos.

5. ESTIMACIN DE LA EDAD DEL PROCESOLa presencia de depresiones al Noroeste de la Isla San Cristbal la cual est cerca de la zona de inters. Estas depresiones estn dentro del basamento volcnico que tiene una edad de 5 Ma y sugiere que estos ltimos son ms jvenes que el basamento que los soporta. En el sector 437 metros de sedimentos fueron perforados y eso proporcion La tasa de sedimentacin en el sitio, la cual es de 50 metros por milln de ao, por ende aquello nos da una edad mxima de 1.74 Ma para la formacin de las depresiones.

6. IMPLICACIN DE LA EXISTENCIA DE PROCESOS SUBMARINOS DE DISOLUCIN MASIVA DE CARBONATOS SOBRE LA CORDILLERA DE CARNEGIELos balances produccin/disolucin de carbonatos dentro de los ocanos y la fijacin asociada del CO2 originan preguntas fundamentales al respecto de su influencia sobre los cambios climticos(IPCC, 2001). Durante los tiempos geolgicos, est establecido que la formacin de calizas ha permitido purificar la atmsfera en CO2 y por lo tanto de moderar el efecto invernadero (IPCC, 2001; Berner, 1993, 1997). A escalas de tiempo ms cortas, existen acoplamientos entre evolucin del clima y evolucin de pozos de carbono, los que corresponden a los sedimentos carbonatados (Milliman, 1993; Archet, 2003; Anderson y Archet 2002; Feely et al., 2004). Los campos de depresiones son repartidos sobre la Cordillera de Carnegie entre las isbatas 2700m y 1500m, lo que delimita aproximadamente una superficie que estimamos en aproximadamente 225.000 Km2.1.

SEGMENTACIN TRMICA DEL MARGEN DEL NORTE DEL ECUADOR Y DEL SUR DE COLOMBIA (1-4N): SU RELACIN CON LA UBICACIN DE LA ZONA SISMOGNICA

1. INTRODUCCINDurante el siglo XX, se produjeron cuatro grandes terremotos de subduccin sobre el margen del Norte del Ecuador y del Sur de Colombia (NESC) y se cree que esta zona sismognica est actualmente bloqueada. Las variaciones en las caractersticas tectnicas y estructurales a lo largo del margen produjeron adems una segmentacin morfotectnica. El margen muestra variaciones en 1) la edad de la placa ocenica que subduce; 2) el espesor de los sedimentos en la fosa y tasa de sedimentacin sobre la placa de Nazca; 3) la pendiente del contacto interplacas; 4) la deformacin tectnica en el frente de deformacin y la estructura de la placa cabalgante asociada. Por tanto, el margen NESC es una zona de subduccin particularmente interesante, para estudiar la influencia de diversas caractersticas estructurales sobre la distribucin de la temperaturas a lo largo del contacto interplacas.Se utilizaron datos ssmicos de reflexin multicanal, migracin preapilada a profundidad, datos de gran ngulo, flujos de calor medidos y estimados a partir de BSRs para: 1) estimar las variaciones en el flujo de calor a lo largo del margen; 2) ubicar la interseccin entre el contacto interplacas y los rangos de temperatura 60-150 y 350-450C, comnmente asociados con los lmites de la zona sismognica; 3) estimar las temperaturas a las cuales corresponden los hipocentros de los grandes terremotos de subduccin; 4) estudiar la influencia de la estructura, y particularmente de la tasa de sedimentacin, sobre el flujo de calor y la distribucin de temperaturas a lo largo del contacto interplacas. Nos enfocamos especialmente en la influencia de la tasa de sedimentacin porque no ha sido cuantificada anteriormente, es raramente especificada y frecuentemente despreciada en estudios trmicos.

2. ZONA SISMOGNICAEn el contacto interplacas tiene, los lmites inferior y superior del comportamientos ssmico son transiciones entre debilitamiento de velocidad (stick-slip) y refuerzo de velocidad (debilitamiento estable).El lmite inferior de la zona sismognica coincide con la transicin entre un comportamiento de friccin stick-slip y uno de cuasi-plasticidad assmica. Comparndola con las zonas de subduccin de Chile y Alaska, se puede decir que la ubicacin del lmite inferior podra estar influenciada por la interseccin de la placa con el manto de ante-arco.

3. ANTECEDENTES REGIONALES3.1. ESTRUCTURA Y TECTNICALa convergencia entre la placa de Nazca y el margen de los Andes del Norte se da a una velocidad de 5.4 cm/yr a 96 N. En la fosa, la placa est cubierta por una capa de sedimentos transportada hacia la fosa por medio de los caones Mira, Pata y Esmeraldas. El promontorio de Pata y la falla de Manglares dividen el margen de NESC en segmentos morfotectnicos (Pata, Tumaco y Manglares), cada uno presenta diferentes caractersticas tectnicas y estructurales.El margen del segmento Pata presenta un prisma de acrecin de ~35 km de ancho; en el segmento Tumaco del prisma se reduce a menos de 10 km de ancho, separando la fosa de la regin ante-arco en compresin. El segmento Manglares consta de un Outer Basement High (OBH) de 30 km de ancho, de origen ocenico que sufri erosin basal y alteracin debido a fluidos.

3.2. ACTIVIDAD SSMICA HISTRIICAAl norte de la cadena montaosa de Carnegie, la convergencia de placas produjo cuatro grandes terremotos de subduccin en el siglo XX. En 1906 (Mw=8.8), generando una zona de ruptura de 500 km de largo, a lo largo del contacto interplacas del margen de los Andes del Norte. Despus se produjeron tres terremotos de menor magnitud; en 1942 (Mw=7.9), 1958 (Mw=7.8) y 1979 (Mw=8.2)

4. METOLOGAPara el flujo de calor el crucero AMADEUS obtuvo 76 mediciones utilizando dos mtodos diferentes: (1) medicin del gradiente de temperatura y de la conductividad trmica in situ con una probeta tipo Lister y (2) combinacin de mediciones de temperatura con termosondas sobre el pistn corer con datos de conductividad trmica obtenidos en el laboratorio a partir de muestras de sedimentos. Los datos ssmicos del margen NESC obtenidos durante los cruceros SISTEUR (2000) y AMADEUS (2005) incluye ms de 800 km de BSRs divididos en 83 secciones que abarcan una regin que se extiende ~50 km desde la fosa hacia la costa en los tres segmentos morfotectnicos.Los modelos trmicos tienen como objetivo calcular valores tericos de flujo de claor para compararlos con los datos in situ, con la finalidad de predecir la distribucin de temperatura a lo largo del contacto interplacas. Sobre la placa ocenica se claculo el flujo de calor y el geotermo utilizando un modelo unidimensional del enfriamiento de la litosfera provocado por la sedimentacin y compactacin.

5. RESULTADOS Estructura del margen Relleno de la fosa y tasas de sedimentacin Estructura del margen inferior Variaciones latitudinales de flujo de calor Temperatura a lo largo del contacto interplacas

6. CONCLUSIONES El margen es trmicamente segmentado: cada segmento morfotectnico tiene un flujo de calor, homogneo al frente de deformacin, claramente distinto de los otros. En particular este flujo de calor disminuye abruptamente desde el segmento de Pata hasta el de Tumaco. Los modelos trmicos sugieren que los hipocentros de los terremotos de subduccin de 1958 y 1979 se ubicaron en una porcin de baja profundidad de la zona sismognica que corresponde a temperaturas de ~170C. El rango de temperaturas de 60-150C a 350- 450C, comnmente asociado con la zona sismognica a lo largo del contacto interplacas tiene una extensin de 160-190 km 20 km. Los modelos trmicos muestran que el lmite superior de la zona sismognica est controlado por mecanismos de baja temperatura (60- 70C) excepto en la parte Sur del segmento de Manglares, donde se relaciona probablemente ms con caractersticas estructurales de la placa cabalgante. 60 - 70 % de la disminucin del flujo de calor entre los segmentos de Pata y de Tumaco est relacionada con el aumento hacia el Sur de la tasa de sedimentacin en la fosa. Dicho aumento es susceptible de inducir un desplazamiento de las isotermas 60 y 150C hacia la costa de 9 y 19 km. Por lo tanto, despreciar la tasa de sedimentacin en modelamiento trmico puede inducir a errores importantes en la estimacin de las temperaturas a lo largo del contacto interplacas.

ROXANNA ELIZABETH PATIO ROBINSON