Modelo en resistividad a partir de datos magnetotelúricos de los campos geotérmicos de Paucarani- Casiri, región Tacna: Implicaciones del sistema de fallas NW-SE

Los campos geotérmicos de Paucarani-Casiri localizados en la región Tacna corresponde a una real fuente de energía renovable para la región. Por lo que, su estudio y conocimiento estructural/ tectónico tiene una gran relevancia social y económica. Con el objetivo de definir en profundidad el comportamiento geoeléctrico del campo geotérmico y determinar estructuras (fallas, lineamientos) que la caractericen, en el presente trabajo, presentamos un modelo en resistividad a partir de la inversión 2D de datos magnetotelúricos (MT). Un total de 84 sondeos MT fueron distribuidas en ambas localidades. El procesamiento de los datos fue llevado a cabo mediante técnicas robustas, lo que cual garantiza una buena fi habilidad de la respuesta del tensor de Impedancia. La respuesta del modelo evidenció un sistema geotérmico clásico, compuesto por: i) una capa sello ii) una capa reservorio, y iii) zonas de ascenso de calor geotérmico. Las fuentes de calor muestran estar definidas en la parte SW de la zona de estudio con evidente correlación al sistema de fallas regionales de orientación predominante NW-SE. Este resultado sugiere que el sistema de fallas establece la distribución de fluidos y de calor en ambos campos geotérmicos. Además, nuestras interpretaciones coinciden con la sismicidad activa observada en la parte SW del área de estudio determinada en estudios previos. Nuestros resultados contribuyen de manera significativa al mejor conocimiento estructural del campo geotérmico

Structural geormophology and paleoseismology in the Altiplano of Peru: First geological evidence of the 1950 earthquake

The Pachatusan Faults System (SFP) is located 5km NW of the city of Cusco. It presents sub-parallel segments that are distributed along 25 km in a width of 2 km. Deposits and geoforms of fluvial-glacial environment are affected, as well as quaternary volcanic rocks (0.5 Ma). Benavente et al. (2013) y Sébrier et al. (1988) they describe moraines, and morphologies associated with glaciers, affected by normal type faults. Peru has a limited historical catalogue of earthquakes, in this sense, with this work we contribute to widen the window of observation in the region of Cusco, region known for earthquakes of great magnitude (1650, 1950, 1986). Studies focused on acquisition of high-resolution images and DEMs (5cm x pixel), which allowed detailed morphostructural analyses to be carried out. In addition, we excavated a paleosismological trench that allowed, together with new radiocarbon ages, to reconstruct holocene deformation associated with SFP. The morphostructural analysis of 201 Swath profiles, in morphologies of the last glacial maximum advance (14 ka), resulted in a vertical displacement of 20 m, resulting in a slip rate of 1.4 mm/year. The paleosismological analysis, from a trench 8 m long and 3 m high, allowed to identify 4 reactivations with superficial rupture in the last 4 ka. Being the last event or reactivation between 1876 - 1948 cal AD. We propose that this event would be associated with the 1950 earthquake, where great damage was recorded in the city of Cusco (Silgado, 1978). According to the length of rupture and vertical displacement, this earthquake was 6.3 M (Wells & Coppersmith, 1994)

Automatización para la generación de mapas PGA con Python en estudios de fallas activas: caso falla activa Parina

El Perú actualmente cuenta con la norma técnica E30, elaborado por el Ministerio de Vivienda. Según esta reglamentación, en la zona sureste del país se estima que los valores de PGA (Peak Ground Aceleration) se encuentren entre 0.25 y 0.35g, valores relacionados a la ocurrencia de sismos interplaca. Sin embargo, los sismos intraplaca, producidos por la reactivación de fallas activas no fueron considerados en esta norma útil para la construcción de obras civiles. Justamente a fi nes del año 2016 ocurrió un sismo de 6.2 Mw originado por la reactivación de la falla activa Parina, el cual tuvo un hipocentro de <10 km de profundidad, generando rupturas superficiales de escarpes de hasta 30 cm de alto a lo largo de ~12km. Estudios realizados a partir del sismo generado por esta falla muestran que los valores de PGA superan el valor de 0.35. Por otro lado, nuestros estudios geológicos y geomorfológicos en la falla Parina demuestran que esta estructura podría generar peores escenarios en caso ocurran futuras reactivaciones, afectando así a las poblaciones cercanas. En este contexto, se utilizó la implementación en lenguaje de programación Python del modelo de Abrahamson y Silva para la estimación del PGA sobre tres escenarios, en los que se consideró como parámetros de entrada; la magnitud registrada en el año 2016, los valores de velocidades de onda Vs30 en las unidades litoestratigráficas, diferentes profundidades para el hipocentro (5, 8 y 10 km), la geometría de la falla y el estilo de deformación, ambos derivados de la caracterización geológica. Para validar los resultados, los escenarios se contrastaron con la ubicación y dimensión de los efectos co-sísmicos registrados. Finalmente, se muestra la importancia de la elaboración de mapas de peligro sísmico generados a partir de los estudios de fallas activas, los cuales son importantes para la Gestión de Riesgo de Desastres y los Planes de Ordenamiento Territorial

Deformación transcurrente y cuaternaria asociada al sistema de falla Pachatusan-Cusco

El sistema de fallas Pachatusan está ubicado a 5 km de la ciudad de Cusco (Figura 1.b). Tiene una longitud aproximada de 25 km y consiste en segmentos sub-paralelos de dirección N130ºE a N140ºE. Los segmentos de fallas que componen todo este sistema afectan depósitos y morfologías de ambientes fluvio-glaciares y rocas volcánicas del Cuaternario. Cabrera (1988) describe desplazamientos verticales de morrenas posiblemente holocenas, además señala desplazamientos de hasta 10m. Benavente et. al. (2013) muestran un cartografiado más detallado y describen desplazamientos verticales mayores a 15m. En la actualidad existen nuevas herramientas que permiten identificar fallas activas con mayor precisión, estas herramientas permiten estimar deformación vertical y lateral. En este sentido, en base a trabajos de sensores remotos y de campo mostramos nuevas evidencias de deformación transcurrente en la zona noroeste del sistema de fallas Pachatusan, denominado Sector Huacoto, por su cercanía al poblado de Huacoto (Figura 1.c). Cabe resaltar que la información generada es importante para la caracterización del sistema de falla Pachatusan como fuente sismogénica, ya que las capacidades sismogénicas de una falla normal pura y una falla transcurrente son diferentes. En este sentido, estos primeros resultados nos permitirán hacer una evaluación sobre el peligro sísmico al que se encuentra expuesta la ciudad del Cusco

Paleoseismic Evidence of an Mw 7 Pre-Hispanic Earthquake in the Peruvian Forearc

We present the results of a paleoseismic survey of the Incapuquio Fault System, a prominent transpressional fault system cutting the forearc of South Perú. High-resolution Digital Elevation Models, optical satellite imagery, radiocarbon dating, and paleoseismic trenching indicate that at least 2–3 m of net slip occurred on the Incapuquio Fault generating a complex, ∼100-km long set of segmented fault scarps in the early 15th century (∼1400–1440 CE). We interpret the consistent along-strike pattern of fault scarp heights, geometries and kinematics to reflect a surface rupture generated by a single Mw 7.4–7.7 earthquake, suggesting that brittle failure of the forearc poses a significant, yet mostly overlooked, seismic hazard to the communities in coastal areas of Perú. The timing of this earthquake coincides with the collapse of the Chiribaya civilization in ∼1360–1400 CE, and we present evidence of damaged buildings along the fault trace that may be of Chiribayas age. Our surface faulting observations, when combined with observations of deformation in the forearc from geodesy and seismology, also demonstrate that the forearc in South Perú experiences a complex, time-varying pattern of permanent strain, with evidence for trench-parallel shortening, trench-parallel extension, and trench-perpendicular shortening all in close proximity but in different periods of the megathrust earthquake cycle. The kinematics of recent slip on the Incapuquio Fault are consistent with the sense of interseismic strain within the forearc measured by GPS, suggesting the fault is loaded toward failure between megathrust earthquakes

Evolución glaciar a finales del Holoceno en glaciares de la cuenca Parón (Cordillera Blanca – Ancash)

This research shows the results of the Equilibrium Line Altitudes (ELA) calculation in the glaciers of the Parón basin, in the Cordillera Blanca, western Andes of northern Peru. Based on a detailed mapping of 1962, 2016 and Little Ice Age (LIA) glaciers, the method (Area x Altitude Balance Ratio - AABR), proposed by (Osmaston, 1975; Furbish and Andrews, 1984) was applied using an ArcGlS tool that was coded in Phyton by (Pellitero et al., 20 15), which automates the computation of ELAs and paleo-ELAs. The ELA20 16=5164m, ELA 1962=5114m and ELAPEH=5058m, shows a difference of 106m in the period (PEH-2016) and 50m in the period ( 1962-2016). The instrumental ELA obtained from the Artesonraju glacier in the period 2013-2014 (Autoridad Nacional del Agua, 2014) was 5049m, 115m below the ELA obtained from this work. This large difference is mainly related to the shape and location of the Artesonraju glacier is considerably lower than the rest of glaciers in the Parón Basin, so that the ELA obtained is not representative for other glaciers of the basin, and also that the method used in this research, shows averages the ELA of 44 g1aciers unlike instrumental ELA that analyzes a single glacial mass. However, the Balance Ratio obtained from the Artesonraju glacier was extrapolated to the other glaciers of the basin, both spatially and temporally. The results of the present research are consistent with respect to the others in areas of the Peruvian Andes, which have been studied by INGEMMET, using the same methods. So, we can validate the equations provisionally, pending further studies in new areas of the Central Andes

Paleoseismic evidence of the 1715 C.E earthquake on the Purgatorio Fault in Southern Peru: implications for seismic hazard in subduction zones

Active faults in the forearc of southern Peru pose a poorly understood hazard to the region. The Purgatorio Fault is a 60 km-long fault that extends between Moquegua and Tacna that has hosted several scarp-forming earthquakes over the last 6 ka. We present new measurements of the fault scarp geomorphology along the Purgatorio Fault and use dating of the stratigraphy within a new paleoseismic trench excavated across the fault to establish the chronology of scarp formation. We find that the most recent surface-rupturing earthquake on the Purgatorio Fault occurred sometime between 1630C.E and 1790C.E and had a moment magnitude (Mw) of ~7. We propose that this most recent surface-rupturing earthquake on the Purgatorio Fault was the 1715C.E earthquake recorded in the historical catalogue of the region, which was previously attributed to the megathrust offshore. Our results highlight the importance of establishing a paleoseismic record of onshore faults to differentiate between major megathrust and forearc earthquakes. Given the proximity of these shallow, onshore faults to coastal communities in Peru, the shallow earthquakes they generate may pose a severe, yet often overlooked, seismic hazard

Earthquake surface ruptures on the altiplano and geomorphological evidence of normal faulting in the December 2016 (Mw 6.1) Parina earthquake, Peru

The 2016 Mw 6.1 Parina earthquake ruptured a shallow-crustal normal fault within the high Andes of south Peru. We use high-resolution DEMs and field mapping of the surface ruptures generated by the earthquake, in combination with co-seismic and post-seismic InSAR measurements, to investigate how different features of the geomorphology at Parina are generated by the earthquake cycle on the Parina Fault. We systematically mapped 12 km of NW-SE trending surface ruptures with up to ~27 cm vertical displacement and ~25 cm tensional opening along strike, separated by a gap with no observable surface ruptures. Co- and post-seismic InSAR measurements require slip below this gap in surface ruptures, implying that surface offsets observed in paleoseismic trenches may not necessarily be representative of slip at seismogenic depths, and will typically yield an underestimate of paleo-earthquake magnitudes. The surface ruptures developed along 10–20 m high cumulative scarps cutting through late Quaternary fluvio-glacial deposits and bedrock. The 2016 Parina earthquake did not rupture the full length of the late Quaternary scarps, implying that the Parina Fault does not slip in characteristic, repeat earthquakes. At Parina, and across most of the Peruvian Altiplano, normal faults are most-easily identified from recent scarps cutting late Quaternary moraine crests. In regions where there are no recently-deposited moraines, faults are difficult to identify and lack time constraints to quantify rates of fault slip. For this reason, current fault maps may underestimate the seismic hazard in the Altiplano

Neotectónica, evolución del relieve y peligro sísmico en la región Moquegua - [Boletín C 79]

Históricamente la región Moquegua ha sido afectada por distintos peligros geológicos, movimientos en masa, actividad volcánica y sismos. Estos desastres de origen natural dejaron como resultado la destrucción de infraestructura pública y privada y, en algunos casos, pérdidas humanas. Los terremotos en su mayoría son generados en la zona de subducción; sin embargo, en la región también han ocurrido sismos relacionados a fallas geológicas activas. Estas estructuras se encuentran dentro del continente y son capaces de generar sismos de grandes magnitudes con epicentros superficiales. La disciplina que estudia las deformaciones de la corteza terrestre más recientes, la evolución geodinámica y su relación con el peligro sísmico se denomina neotectónica. El presente trabajo usa la neotectónica para poner en evidencia la presencia de fallas activas capaces de generar terremotos que afecten el desarrollo socio-económico de la región. Se considera que las fallas activas son estructuras que se reactivaron en los últimos 10 mil años; de igual forma, estas estructuras son las que tienen mayor posibilidad de generar sismos en el futuro. Por lo tanto, conocer el comportamiento de estas fallas es relevante para la Gestión del Riesgo de Desastres en la región. Las unidades geológicas que se observan en la región Moquegua están representadas por rocas metamórficas del basamento Pre-Cámbrico, rocas metamórficas del Paleozoico, rocas sedimentarias y volcánicas del Mesozoico, rocas volcánicas y sedimentarias del Cenozoico (principalmente en la zona más alta), depósitos volcánicos de los volcanes activos (Huaynaputina, Ubinas, entre otros) y depósitos fluviales, marinos, aluviales, etc. Morfológicamente, la margen occidental de los Andes centrales albergan fallas activas en su cordillera, pampas costeras, piedemonte, arco volcánico y altiplano. Para la realización del presente trabajo se desarrollaron etapas de trabajos en campo y gabinete. Resultado de estos trabajos es la identificación de 24 fallas activas de las cuales las fallas Chololo, Incapuquio, Ichuña, Pasto Grande y Tambo son las principales. Estas estructuras tienen como dirección NO-SE; sus escarpas representan la ocurrencia de repetidos eventos sísmicos en los últimos miles de años, sismos que pudieron ser de 6 grados de magnitud a más. De igual forma las evidencias recolectadas en campo muestran efectos cosismicos como grandes deslizamientos de masa, los cuales a su vez generaron el represamiento de valles y la formación de paleo lagunas como los identificados en la parte media del Valle del Río Tambo. Nuestros análisis basados en herramientas como la neotectónica, morfotectónica y paleosismología nos permitieron caracterizar el potencial sísmico de cada estructura. Con esta información generamos mapas de aceleraciones sísmicas para conocer el peligro sísmico o el escenario máximo posible ante la reactivación de una de las fallas activas, así mismo la ocurrencia de procesos asociados como licuación de suelos o movimientos en masa. Además, se elaboraron mapas de riesgo sísmico ante un escenario de reactivación de las fallas activas; estos mapas consideran la ubicación de los elementos expuestos como ciudades, infraestructura, obras de gran envergadura, vías de comunicación, etc. Toda esta información es considerada de relevante importancia para la mejora de los Planes de Ordenamiento Territorial de la región; de igual forma es información que debe usarse en la toma de decisiones de las autoridades locales, regionales y nacionales para temas prevención en el marco de la Gestión del Riesgo de Desastres

Morfotectónica y datación morfométrica de la falla Purgatorio Mirave: evidencia de tectónica activa y transpresiva en el Antearco del Sur del Perú - [Boletín C 89]

En el antearco del sur peruano, entre el flanco pacífico de la Cordillera Occidental y las Pampas Costeras se evidenció la presencia de la falla activa Purgatorio-Mirave. Esta estructura tiene una dirección E-O, y una longitud de más de 70 km. Para caracterizar el potencial sismogénico de esta falla ha sido necesario realizar análisis neotectónicos, morfotectónicos y paleosismológicos. Estos análisis permitirán conocer el peligro sísmico deducido de la magnitud máxima posible que una falla activa podría generar. La presencia de esta falla en esta zona del país es relevante, debido a que se ubica adyacente a las ciudades de Moquegua y Tacna; además, se ubican proyectos mineros, el gaseoducto del sur del Perú, proyectos de geotermia, proyectos de abastecimiento de agua, carreteras que comunican las costas con la parte altoandina. En consecuencia, una posible reactivación de esta falla geológica impactará en el desarrollo socioeconómico del país. A pesar de la importancia de esta falla, no se cuenta con información precisa sobre los parámetros estructurales (cinemática, tasa de desplazamiento y magnitud máxima posible) y paleosismológicos. Estos datos son relevantes si se pretende conocer el riesgo sísmico en la zona. Por lo antes mencionado, en este boletín, se presenta los primeros resultados de la caracterización morfoestructural y paleosimológica de la falla Purgatorio-Mirave, los cuales incluyen los parámetros estructurales, recurrencia sísmica, paleosismicidad y magnitud máxima posible. La caracterización morfoestructural se realizó mediante el cartografiado a detalle, utilizando sensores remotos como imágenes satelitales y modelos de elevación digital de alta resolución; los datos de microtectónica y la evaluación en campo. Por otro lado, los trabajos de paleosismología dependieron de la realización, análisis e interpretación de una trinchera paleosismológica, de la cual se obtuvieron muestras para ser datadas por radiocarbono C14. Los resultados de los análisis morfoestructurales permitieron determinar que la falla Purgatorio-Mirave es una falla inversa con componente de rumbo dextral, la cual muestra actividad reciente hace ~177 años, tiene una longitud de 70 km entre sus extremos, sin embargo, la suma de la longitud de sus segmentos da un total de 261 km, la tasa de desplazamiento es de 1.58 mm/año. A su vez, los estudios de paleosismicidad en la quebrada Ahorcado muestran que la falla Purgatorio se reactivó alrededor de 1790-1800 AD con una magnitud de Mw 7.2. Finalmente, con los datos obtenidos, se realizó escenarios de peligro sísmico por reactivación de la falla activa Purgatorio- Mirave, determinando un radio de 35 km de afectación y aceleraciones de ondas de hasta 0.6 g. Con esta información se observa que, un sismo de las mismas características afectaría las ciudades e infraestructura de Mariscal Nieto(Moquegua), Candarave y Tarata, además de los centros poblados de Alto Camilaca, Yarabamba, Cairani, Coraguaya, Borogueña, Huanuara, Cambaya, Quillahuani, Aricota, Totota, Santa Cruz, Susapaya, Sitajara, Ticaco, Tarucachi, Villa Toquepala e Ilabaya y hacia el sur la ciudades de Jorge Basadre y Tacna, y los centros poblados deMirave, Pampa Sitana, Villa Edén y Sama Grande