Tectónica activa y paleosismicidad de la falla de concud (Cordillera Ibérica Central)

Résumé

Para conocer el potencial sismogénico de las fallas de regiones intraplaca, no es suficiente con la información sísmica disponible en los registros histórico e instrumental. Esto se debe a que los periodos de recurrencia de los grandes terremotos producidos por el movimiento de dichas estructuras superan el tiempo registrado en ellos. Es por este motivo que hay que realizar un estudio geológico completo de las fallas para conocer su actividad sísmica. En esta tesis se ha llevado a cabo un completo estudio de la falla de Concud (localizada en el margen oriental de la fosa del Jiloca, en la Cordillera Ibérica central) mediante su análisis estructural, morfotectónico y paleosismológico. La tesis comienza con el planteamiento de los objetivos, que pretenden ampliar los conocimientos en tectónica reciente de la región, así como realizar la caracterización de la falla de Concud como falla activa de cara a conocer su potencial sismogénico. Tras presentar los estudios previos sobre la tectónica activa de la región, se expone el contexto geológico de la zona, prestando atención a los materiales más recientes afectados por la falla de Concud. Tras esta introducción, se llega a un gran bloque centrado en el estudio estructural de la falla. Este comienza con la metodología aplicada, pasando a continuación a la exposición del trabajo realizado. Se incluye la cartografía geológica de detalle de la falla de Concud (y parte de la falla de Teruel), y se realizan cortes geológicos que ayudan a entender su estructura y a evaluar sus desplazamientos. Se analiza la relación existente entre las fallas de Concud y Teruel, constatando que se trata de estructuras independientes. Posteriormente se realiza un estudio cinemático de la estructura y se muestra su evolución a lo largo del tiempo. Asimismo se evalúa la posibilidad de segmentación de la falla, concluyendo que no presenta segmentación sísmica, y se calculan sus tasas de desplazamiento a partir de marcadores estratigráficos de edad conocida para diferentes periodos de tiempo (obteniendo tasas entre 0,08 y 0,33 mm/a). Por último, se realiza su interpretación dinámica a partir del análisis de paleoesfuerzos, determinando que los sistemas de esfuerzos bajo los que se ha movido la falla son: extensión ENE triaxial y multidireccional, y extensión ESE multidireccional. El siguiente gran bloque se dedica al estudio morfotectónico del frente montañoso generado por la falla y su piedemonte. El bloque comienza con la presentación de la metodología utilizada. A continuación se muestran los rasgos geomorfológicos de la región, centrando la atención después a la expresión morfológica de la falla. La información más relevante se obtiene realizando el análisis morfométrico de la falla. Para ello se ha realizado la medición sobre MDE y mapas topográficos de parámetros de la red de drenaje y del escarpe de falla, permitiendo el cálculo de índices morfométricos. El valor de estos índices y otros rasgos cualitativos del frente montañoso y su piedemonte permiten, introduciéndolos en las clasificaciones propuestas por diferentes autores (McCalpin, 1996; Silva et al., 2003), considerar la falla como activa. Las clasificaciones asignan tasas de movimiento a cada clase de actividad, y a la falla de Concud le corresponderían tasas coherentes con las obtenidas en el estudio estructural. A continuación se expone el estudio paleosismológico de la falla de Concud. Como en los anteriores grandes bloques, éste comienza con la presentación de la metodología aplicada. A partir de correlaciones empíricas propuestas por diferentes autores, se hace una estimación de los parámetros paleosísmicos de la falla, obteniendo valores de magnitud momento (Mw) de 6,8 y salto cosísmico neto asociado de 2,06 m mediante las ecuaciones que resultan más apropiadas (las de Stirling et al., 2002). Tras ello, se hace la descripción y el análisis de las sismitas localizadas en las inmediaciones de la falla, que indican la existencia de terremotos en el pasado con magnitudes superiores a 5-5,5. Esto concuerda con la magnitud obtenida mediante la correlación empírica. Posteriormente, se expone el estudio de trincheras realizado durante la tesis. Se ha analizado la falla de Concud mediante cuatro trincheras abiertas en diferentes zonas a lo largo de su traza, en las que se han realizado múltiples dataciones por luminiscencia ópticamente estimulada (OSL). En el conjunto de las trincheras se ha interpretado y datado una sucesión de nueve paleoterremotos entre los 113,6 y los 15 ka BP. Se ha obtenido un periodo de recurrencia medio de 7,4 ka, y un rango total de periodos intersísmicos entre 4 y 11 ka. El último paleoterremoto que se ha interpretado sucedió hace 15 ka, y sabemos que no ha habido actividad sísmica significativa (implicando la propagación de la falla hasta la superficie) desde hace al menos 3,4 ka. Tras analizar los resultados obtenidos en estos tres grandes bloques, se ha realizado la discusión de los mismos, precediendo a las conclusiones finales. Esta discusión se ha centrado en diferentes aspectos. El primero de ellos es la cinemática de la falla en el marco del campo de esfuerzos extensional reciente. La discusión ha llevado a determinar que el movimiento dominante de la falla es el que se produce allí donde ésta tiene una dirección NW-SE. Se ha realizado también una discusión acerca de la variabilidad observada en las tasas de desplazamiento y los saltos registrados. Se interpreta que la variabilidad espacial es debida esencialmente tanto a la partición del desplazamiento que se produce entre las trazas norte y sur en las que se desdobla la falla en su sector central, como a la interacción dinámica con la vecina falla de Teruel. El análisis de la variabilidad temporal que se observa en la tasa de desplazamiento implica un descenso en la velocidad de movimiento de la falla a partir de los 60 ka BP (coincidiendo con un cambio en el comportamiento cinemático de la misma), con un aumento en los periodos de recurrencia de los paleoterremotos. Se realiza también una discusión acerca de la interacción que existe entre el movimiento de la falla y los dispositivos paleogeográficos y geomorfológicos de la zona, viendo cómo la subsidencia producida por el movimiento de la falla ha condicionado la sedimentación y como en ocasiones ha compensado el encajamiento de la red fluvial. La edad que indica la asociación de taxones de un nuevo yacimiento de vertebrados (zona MN 17) encontrado en el bloque hundido de la falla retrasa la presencia de una cubeta residual endorreica desde el Plioceno superior hasta el Pleistoceno inferior. Para completar el estudio del potencial sismogénico de la falla, se ha realizado una aproximación al cálculo de peligrosidad sísmica con criterio probabilista. Esta aproximación se ha realizado para los próximos 500 años, bajo tres supuestos diferentes dependiendo de cuándo sucedió el último gran terremoto. De más favorable a menos favorable, se han obtenido probabilidades de ocurrencia de un gran terremoto del 0,4%, el 4,4% y el 39,1%. Por último, se ha realizado el análisis de la relación de las fallas de Concud y Teruel de cara a predecir su evolución. Según el comportamiento habitual de fallas normales paralelas y próximas, podemos decir que ambas fallas se encuentran en una situación próxima a su unión.