Las fallas de Puget Sound, que se encuentran debajo de la región densamente poblada de Puget Sound (Puget Lowland) del estado de Washington, forman un complejo regional de fallas geológicas sismogénicas (que provocan terremotos) interrelacionadas. Estas incluyen (de norte a sur, ver mapa) las siguientes:
La región de Puget Sound (Puget Lowland [1] ) del oeste de Washington contiene la mayor parte de la población y los activos económicos del estado, y transporta el siete por ciento del comercio internacional de los Estados Unidos. [2] Todo esto está en riesgo de terremotos de tres fuentes: [3]
Si bien los grandes terremotos de subducción liberan mucha energía (de magnitud 9 aproximadamente), esa energía se distribuye en una gran área y se concentra principalmente cerca de la costa. La energía de los terremotos de Benioff, algo más pequeños, también se diluye en un área relativamente grande. Los terremotos intracorticales más grandes tienen aproximadamente la misma energía total (que es aproximadamente una centésima parte de un terremoto de subducción), pero dado que están más cerca de la superficie, causarán temblores más poderosos y, por lo tanto, más daños.
Un estudio sobre la vulnerabilidad sísmica de los puentes en la zona de Seattle y Tacoma [4] estimó que un terremoto de magnitud 7 en las fallas de Seattle o Tacoma causaría casi tanto daño como un terremoto de subducción de magnitud 9. Debido a que las fallas de Seattle y Tacoma pasan directamente por debajo de la mayor concentración de población y desarrollo de la región, se esperarían más daños, pero todas las fallas analizadas aquí pueden ser capaces de causar graves daños a nivel local y alterar la infraestructura de transporte regional, incluidas las carreteras, los ferrocarriles y los oleoductos. Se pueden encontrar enlaces con más información sobre diversos peligros en Falla de Seattle .
La región de Puget Sound no sólo es potencialmente sísmica, sino que es activamente sísmica. Los mapas de la Red Sísmica del Pacífico Noroeste muestran que la mayor parte de los terremotos en el oeste de Washington se concentran en cuatro lugares: en dos zonas estrechas bajo el Monte Saint Helens y el Monte Rainier, a lo largo de la DDMFZ, y bajo Puget Sound entre Olympia y aproximadamente la falla de la isla Whidbey del sur. [5] El límite sur casi coincide con el límite sur de la glaciación; posiblemente la sismicidad refleje el rebote de la corteza superior después de ser estresada por el peso del hielo glacial.
Los gruesos depósitos glaciares y de otro tipo, la densa vegetación, el desarrollo urbano y una topografía de relieve abrupto y rápida erosión oscurecen la expresión superficial de las fallas en esta región y han dificultado su descubrimiento. [6] Las primeras indicaciones definitivas de la mayoría de estas fallas vinieron de la cartografía gravitacional en 1965, [7] y su probable existencia se observó en la cartografía en 1980 y 1985. [8] Hasta 1985, solo se había demostrado que las fallas de Saddle Mountain tenían actividad del Holoceno (desde la última edad de hielo, hace unos 12.000 años). [9] No fue hasta 1992 que la primera de las fallas de las tierras bajas, la falla de Seattle , se confirmó como una falla real con actividad del Holoceno, y se estableció el mínimo de su historia. [10]
El descubrimiento de fallas se ha facilitado en gran medida con el desarrollo del LIDAR , una técnica que generalmente puede penetrar el dosel forestal y la vegetación para obtener imágenes de la superficie real del suelo con una precisión sin precedentes de aproximadamente un pie (30 cm). Un consorcio informal de agencias regionales ha coordinado el mapeo LIDAR de gran parte de las tierras bajas centrales de Puget, lo que ha llevado al descubrimiento de numerosos escarpes de fallas que luego se investigan mediante zanjas ( paleosismología ). [11] Los estudios de reflexión sísmica marina en Puget Sound donde atraviesa las diversas fallas han proporcionado vistas transversales de la estructura de algunas de estas fallas, y un estudio intenso y amplio combinado en tierra y mar adentro en 1998 (Investigación de peligros sísmicos en Puget Sound, o SHIPS) [12] dio como resultado un modelo tridimensional de gran parte de la geometría del subsuelo. Los estudios aeromagnéticos, [13] la tomografía sísmica, [14] y otros estudios también han contribuido a localizar y comprender estas fallas.
El motor último de las tensiones que causan los terremotos son los movimientos de las placas tectónicas : el material del manto de la Tierra se eleva en los centros de expansión y se mueve hacia afuera como placas de corteza oceánica que finalmente son subducidas bajo las placas más flotantes de la corteza continental . El oeste de Washington se encuentra sobre la zona de subducción de Cascadia , donde la placa de Juan de Fuca está subduciendo hacia el este (ver diagrama, derecha). Esto está siendo anulado oblicuamente por la placa norteamericana que sale del noreste, que ha formado una curva en la placa subductora y en la cuenca del antearco sobre ella. Esta curva ha distorsionado la losa subductora en un arco que ha levantado las Montañas Olímpicas y les ha impedido subducirse. [16] Durante los últimos 50 millones de años aproximadamente (desde la época del Eoceno temprano ) estas han sido empujadas por subducción contra las Cascadas del Norte ("bloque fijo" en el diagrama), que se asientan sobre la placa norteamericana. Esto forma una bolsa o canal –lo que un geólogo local llama el "gran agujero entre las montañas" [17] – entre las cascadas al este y las montañas Olympic y las colinas Willapa al oeste. Esta bolsa está atrapando una corriente de terranes (bloques de corteza de unos 20 a 30 km de espesor [18] ) que la placa del Pacífico está empujando hacia el borde occidental de América del Norte, y en el proceso impartiendo un poco de rotación en el sentido de las agujas del reloj al suroeste de Washington y la mayor parte de Oregón; el resultado se ha caracterizado como un desastre de trenes. [19] Estos terranes estaban cubiertos por los basaltos de la Formación Crescent (parte de Siletzia ). El plegamiento y la falla han expuesto estos basaltos en algunos lugares (áreas negras en el diagrama); las cuencas intermedias han sido rellenadas por varias formaciones sedimentarias, algunas de las cuales han sido levantadas posteriormente. El relleno depositado y moldeado por los glaciares cubre la mayor parte de las elevaciones inferiores de Puget Sound . Esta es la Tierra Baja de Puget. Los principales efectos de esta compleja interacción de fuerzas sobre la corteza cercana a la superficie subyacente a las tierras bajas de Puget son:
Para complicar aún más la situación, existe una característica de estructura y origen desconocidos, el Lineamiento Olímpico-Wallowa (OWL, por sus siglas en inglés). Se trata de una alineación aparentemente accidental de características topográficas que se extiende aproximadamente de este a sureste desde el lado norte de la península Olímpica hasta las montañas Wallowa en el noreste de Oregón. Se alinea con la falla de la Costa Oeste y el sistema de fallas de la Reina Carlota de zonas de fallas de rumbo (similar a la falla de San Andrés en California) en el lado oeste de la isla de Vancouver , pero no muestra ningún movimiento de rumbo significativo o continuo. Es de interés aquí porque las diversas hebras de la falla de Seattle cambian de orientación donde parecen cruzar el OWL, [20] y varias otras características, como el monoclinal Rosedale y la estructura Olympia, y una gran cantidad de características topográficas locales, tienen alineaciones paralelas. También puede ser la ubicación original de la falla Darrington-Devils Mountain (la línea discontinua "X" en la parte superior del siguiente mapa). [21] La OWL parece ser una estructura profunda sobre la cual se empuja la corteza menos profunda de las tierras bajas de Puget, pero esto sigue siendo especulativo.
La mayoría de estas "fallas" son en realidad zonas de fallas complejas en los límites entre cuencas sedimentarias ( sinclinales , "∩") y elevaciones de la corteza ( anticlinales , "∪"). Existe un patrón general en el que la mayoría de estas fallas dividen una serie de cuencas y elevaciones, cada una de ellas de unos 20 km de ancho. Desde el norte, son (ver el mapa a la derecha):
Se cree que la falla del canal Hood (y sus posibles extensiones) y las fallas de Saddle Mountain al oeste forman el límite occidental de todo esto. Al este, la falla de Devils Mountain se conecta con la falla de Darrington en dirección sur (no se muestra) que corre hacia la OWL, y la falla de Whidbey Island del sur se extiende a través de la zona de falla de Rattlesnake Mountain (línea discontinua) hasta la OWL. Al sur de la OWL no se ha encontrado un límite oriental definido, con algunos indicios de que es indefinido. (Por ejemplo, la falla de Olympia está alineada con y parece ser el miembro más septentrional de un conjunto de fallas entre Olympia y Chehalis que pueden extenderse hasta el río Columbia, y se ha sugerido que la falla de Tacoma puede conectarse con la falla del río White-río Naches en el lado este de las cascadas. [24] )
El patrón de elevación y cuenca continúa hacia el oeste y suroeste por la cuenca de Grays Harbor, la elevación de Willapa Hills y la cuenca de Astoria, [25] pero no se sabe si estas están limitadas por fallas de la misma manera que en la región de Puget Sound.
Se cree que todas estas fallas, pliegues, cuencas y elevaciones están relacionadas. Según el modelo preeminente, la "hipótesis de la capa de empuje de las tierras bajas de Puget", [26] estas fallas, etc., se producen dentro de una capa de corteza de unos 14 a 20 km de profundidad que se ha separado y está siendo empujada sobre bloques de corteza más profundos. La mayor parte de esta capa de empuje consiste en la Formación Crescent (que corresponde a los volcanes del río Siletz en Oregón y la Formación Metchosin en la isla de Vancouver), un vasto derrame de basalto volcánico de la época del Eoceno (hace unos 50 millones de años), con un origen atribuido de diversas formas a una cadena de montes submarinos o al rifting del margen continental (véase Siletzia ). [27] Esta roca del " basamento " está cubierta de depósitos sedimentarios similares a la Formación Chuckanut y depósitos volcánicos más recientes (típicamente del Mioceno ). El levantamiento de Seattle, y posiblemente el levantamiento de Black Hills, consisten en basalto de la Formación Crescent que quedó expuesto cuando fue forzado a subir por una rampa de algún tipo. Esta rampa podría estar en los bloques de la corteza inferior, o donde la capa de empuje se ha dividido y una parte está siendo forzada sobre la siguiente. [28] Pueden desarrollarse fallas y pliegues donde la capa de empuje se está doblando, o donde el borde delantero es empujado sobre depósitos sedimentarios más blandos y débiles, y se rompe y se desploma.
Si, como sugiere este modelo, las diversas fallas están interconectadas dentro de la capa de empuje, existe la posibilidad de que un terremoto pueda desencadenar otros. [29] Esta perspectiva es especialmente intrigante como posible explicación de un conjunto de eventos sísmicos hace unos 1100 años. [30]
En el estudio anterior se modelaron datos sismológicos, geológico de superficie y geofísicos para examinar la estructuración por fallas de la corteza superior. Otro modelo (de Stanley, Villaseñor y Benz 1999, Informe de Archivo Abierto del USGS 99–0311) –no tanto en competencia con el primero sino más bien como complemento– utilizó datos sísmicos y de otro tipo para crear un modelo tectónico tridimensional de toda la corteza; éste se analizó luego utilizando métodos de elementos finitos para determinar las características geodinámicas regionales.
Un hallazgo principal es que "la sismicidad de la corteza en la región sur de Puget Sound parece estar controlada por un bloque clave de la Formación Crescent que se encuentra justo al sur de la falla de Seattle". [31] Más particularmente, la concentración de sismicidad bajo Puget Sound al sur de la falla de Seattle se atribuye al levantamiento de ese bloque, delimitado por las fallas de Seattle, Tacoma y Dewatto al norte, sur y oeste (el límite oriental no está determinado), creando el Levantamiento de Seattle. [32] Y se sugiere que el Gran Terremoto de Seattle de hace aproximadamente 1.100 años, y otros eventos cosísmicos en el sur de Puget Sound en esa época, fueron un solo evento que afectó a todo este bloque, con una magnitud de alrededor de 8, posiblemente desencadenado por un terremoto más profundo en la corteza. [33]
Se sabe muy poco sobre la estructura de la corteza profunda (por debajo de unos 30 km o 19 millas), aunque este y otros estudios de tomografía sísmica (como Ramachandran 2001) proporcionan visiones tentadoras.
Para las siguientes revisiones, la fuente principal de información es la base de datos de fallas y pliegues cuaternarios (QFFDB) del Servicio Geológico de Estados Unidos, que incluye detalles del descubrimiento, una descripción técnica y bibliografía para cada falla; se proporciona un enlace específico (cuando está disponible) al final de cada sección.
La falla de Devils Mountain (DMF) se extiende a lo largo de unos 125 km (75 millas) desde la ciudad de Darrington , en las estribaciones de las cascadas, hacia el oeste hasta el extremo norte de la isla Whidbey , y continúa hacia Victoria, Columbia Británica , donde se cree que la DMF se une al sistema de fallas del río Leech en el extremo sur de la isla de Vancouver . En Darrington, se observa que se conecta con la falla de Darrington, que se extiende casi 110 km hacia el sur para converger con la falla de Straight Creek (SCF), y luego gira cerca de Easton para alinearse con el alineamiento Olympic-Wallowa ; juntas se conocen como la zona de falla de Darrington-Devils Mountain (DDMFZ).
La falla de Devils Mountain separa dos conjuntos similares pero distintivos de rocas mesozoicas (pre- Terciarias , antes de que murieran los dinosaurios) o más antiguas. Al norte está la mezcla Helena-Haystack (melange HH, violeta en el diagrama de la derecha), al sur los cinturones de mezcla occidental y oriental (WEMB, azul). Aquí hay algunas relaciones interesantes. Por ejemplo, se ha encontrado roca de mezcla HH en Manastash Ridge, 110 km al sur (busque la pequeña franja violeta cerca de la parte inferior del diagrama). Además, la Formación sedimentaria Chuckanut (parte del NWCS, verde) al norte de la DMF se correlaciona con las Formaciones Suak y Roslyn justo al norte de Manastash Ridge. Todo esto se explica por el movimiento de deslizamiento de rumbo lateral derecho en la falla Straight Creek , que se inició hace unos 50 a 48 Ma (millones de años). Esto es justo después de que el terreno que lleva las Montañas Olímpicas entró en contacto con el continente norteamericano. Estas mezclas pueden haber sido islas o montes submarinos en alta mar que quedaron atrapados entre el terreno olímpico y el continente norteamericano, y fueron empujados hacia arriba ( obducidos ) sobre este último. Se han encontrado otras rocas similares en el lago Rimrock Inlier (parte inferior del diagrama), en las islas San Juan y en el complejo de la costa del Pacífico a lo largo de la falla de la costa oeste en el lado oeste de la isla de Vancouver. Parece que todo el sistema de fallas DDMFZ y Leech River fue empujado hacia el margen continental temprano desde una alineación original a lo largo de la OWL. Esta es una observación importante porque Strawberry Point, Utsalady Point, Southern Whidbey Island y varias otras fallas sin nombre que se encuentran entre DDMFZ y OWL, todas las cuales convergen en el extremo occidental de DDMFZ, parecen ser versiones intermedias de DDMFZ. [34]
El movimiento en el segmento sur de la DDMFZ que converge con la SCF –la falla Darrington– fue, como en la propia SCF, de lado derecho. Y, al igual que en la SCF, el movimiento de deslizamiento de rumbo se extinguió entre 44 y 41 MA (debido a intrusiones plutónicas). Pero el segmento occidental –la falla de Devils Mountain– tiene un movimiento de lado izquierdo . Esto se debe a que el terreno olímpico se está moviendo (en relación con América del Norte) hacia el noreste; su rotación continua en el sentido de las agujas del reloj es similar a una rueda gigante que rueda hacia arriba por el lado occidental del núcleo cristalino de North Cascade. La geología también sugiere que la DMF se está moviendo oblicuamente por una rampa que se eleva hacia el este, [35] posiblemente una antigua costa costera.
La falla de Devils Mountain es sísmicamente activa y hay evidencia de desfases del Holoceno . Si toda la longitud de 125 km se rompiera en un solo evento, el terremoto resultante podría tener una magnitud de hasta 7,5. Sin embargo, hay indicios de que la falla está segmentada, lo que podría limitar la ruptura y la magnitud del terremoto. [36]
Los cordones de la falla de Devils Mountain, que se dirige hacia el este, cruzan el extremo norte de la isla Whidbey en la bahía de Dugualla y el lado norte de Ault Field (estación aérea naval de la isla Whidbey). A solo cuatro millas (6 km) al sur de la ciudad de Oak Harbor, se extienden a ambos lados de la falla de Utsalady Point (UPF) en dirección este-sureste hacia Utsalady Point, en el extremo norte de la isla Camano. Y entre estos dos cordones, la falla de Strawberry Point (SPF) bordea el lado sur de Ault Field, se divide en varios cordones que enmarcan Strawberry Point y luego desaparecen (posiblemente terminando) bajo el delta del río Skagit. Se dice que tanto la SPF como la UPF son transpresionales de deslizamiento oblicuo; es decir, las fallas muestran un deslizamiento tanto horizontal como vertical a medida que los bloques de la corteza se presionan entre sí. Estas fallas también forman los límites norte y sur de la roca pre- Terciaria elevada , lo que sugiere que las fallas se unen en un nivel inferior, muy similar a un modelo de las fallas de Seattle y Tacoma, pero a una escala menor. Los estudios de reflexión sísmica marina a ambos lados de la isla Whidbey extienden la longitud conocida de estas fallas a al menos 26 y 28 km (aproximadamente 15 millas). La longitud real de la UPF es probablemente el doble, ya que forma el margen sur de un alto aeromagnético que se extiende otros 25 km al sureste. [37] La excavación en la UPF (en un escarpe identificado por LIDAR) muestra al menos uno y probablemente dos terremotos del Holoceno de magnitud 6,7 o más, el más reciente entre 1550 y 1850 d. C., y posiblemente desencadenado por el terremoto de Cascadia de 1700. [38] Estos terremotos probablemente causaron tsunamis, y varias ubicaciones cercanas tienen evidencia de tsunamis no correlacionados con otros terremotos conocidos .
Si bien hay un poco de roca preterciaria elevada entre la falla SPF y la UPF, esto no se ajusta verdaderamente al patrón de elevación y cuenca descrito anteriormente debido a la pequeña escala (2 km de ancho en lugar de alrededor de 20), y porque la elevación aquí es completamente como una cuña que sale entre dos fallas casi verticales, en lugar de ser forzada sobre una rampa como ocurre con las fallas de Seattle y Tacoma. Esta elevación tampoco delinea ninguna cuenca significativa entre ella y la falla de Devils Mountain. [39] Sobre la base de estudios de reflexión sísmica marina en el estrecho de Juan de Fuca, se ha sugerido que la DMF, la falla SPF y la UPF están conectadas estructuralmente (al menos en el segmento que cruza la isla Whidbey). [40]
La falla de la isla Whidbey meridional (SWIF) es un límite de terreno significativo que se manifiesta como una zona de aproximadamente cuatro millas de ancho de fallas transpresionales complejas con al menos tres hebras. [42] Los estudios de reflexión sísmica marina muestran que se dirige hacia el noroeste a través del extremo oriental del estrecho de Juan de Fuca. [43] Justo al sur de Victoria, Columbia Británica, intersecta la falla de Devils Mountain que se dirige hacia el oeste (revisada anteriormente), y se fusiona con ella, [44] o la cruza (y posiblemente la trunca) para conectarse con la falla del río Leech. [45] La falla del río Leech ha sido identificada como el borde norte de la Formación Crescent (también conocida como Formación Metchosin, parte del terreno Siletzia que se encuentra debajo de gran parte del oeste de Washington y Oregón). [46] Los estudios de tomografía sísmica muestran que esta porción del SWIF marca un fuerte contraste de velocidades sísmicas, tal como se espera de los basaltos de la Formación Crescent en contacto con las rocas metamórficas del basamento de la provincia geológica Cascades al este. [47]
Al sureste, la SWIF pasa por Admiralty Inlet (más allá de Port Townsend ) y cruza la parte sur de Whidbey Island , cruzando hacia el continente entre Mukilteo y Edmonds . Esta sección de la SWIF forma el lado suroeste de la cuenca Everett [48] (ver mapa), que es notablemente asísmica en el sentido de que esencialmente no se han producido terremotos superficiales (de menos de 12 km de profundidad) allí, ni en la sección de la SWIF adyacente a ella, en los primeros 38 años de registro instrumental. [49] Sin embargo, también es notable que "la mayor parte de la sismicidad en el norte de Puget Sound ocurre a lo largo y al suroeste de la falla sur de Whidbey Island a profundidades típicas de 15 a 27 km dentro de la parte inferior de la Formación Crescent". [50]
En esta sección no se aprecia el contraste de las velocidades sísmicas que se observan al noroeste, lo que sugiere que no se trata del contacto de la Cordillera Costera con la Cascada. [44] No se sabe qué significa esto (si el borde de la Formación Crescent (e implícitamente del terreno Siletz) gira hacia el sur (como se analiza más adelante) o si el basamento metamórfico es reemplazado aquí por otra roca volcánica). Se ha sugerido que un cambio correspondiente en el carácter de la SWIF puede reflejar un cambio en la dirección de la deformación cortical regional. [51] Antes de 2000, las anomalías aeromagnéticas prominentes sugerían firmemente que la zona de falla continuaba hacia el sureste, tal vez hasta la ciudad de Duvall , pero esto era incierto ya que la SWIF está en gran parte oculta y los débiles rastros de la superficie generalmente han sido borrados por el desarrollo urbano. Desde 2000, los estudios de LIDAR y datos aeromagnéticos de alta resolución han identificado escarpes cerca de Woodinville que, mediante zanjas, se ha confirmado que son de origen tectónico y geológicamente recientes. [52]
Los mapas posteriores muestran que la SWIF envuelve el extremo oriental de la cuenca de Seattle para fusionarse con la zona de falla de Rattlesnake Mountain (RMFZ); la RMFZ, a pesar de la curva de aproximadamente 15° y el contexto diferente, ahora se cree que es la extensión sur de la SWIF. [53] Calculada entre Victoria y aproximadamente Fall City, la longitud de la SWIF es de alrededor de 150 km (90 millas). [54]
Se ha sugerido que el SWIF podría extenderse más allá de su intersección con el RMFZ (con solo hebras periféricas girando para unirse al RMFZ) para cruzar las Cascadas y eventualmente fusionarse con o cruzar el Lineamiento Olímpico-Wallowa ; [55] un estudio de características regionales sugiere tal patrón. [56] Pero el mapeo detallado justo después de la intersección muestra solo un patrón complejo y confuso de fallas, sin indicación de que haya, o no, fallas que lo atraviesen. [57] El mapeo de áreas más al este que podrían aclarar el patrón no está planeado actualmente. [58]
Los estudios paleosismológicos del SWIF son escasos. Un estudio comparó la elevación relativa de dos marismas en lados opuestos de la isla Whidbey y determinó que hace aproximadamente 3000 años un terremoto de magnitud 6,5-7,0 provocó una elevación de 1 a 2 metros. [59] Otro estudio identificó una banda inusualmente amplia de escarpes que pasan entre Bothell y Snohomish , con varios escarpes en las proximidades de la controvertida planta de tratamiento de aguas residuales regional Brightwater del condado de King que muestran al menos cuatro y posiblemente nueve eventos en el SWIF en los últimos 16 400 años. [60] Estos peligros sísmicos fueron un problema importante en la ubicación de la planta, ya que está escondida entre dos hectáreas activas y las tuberías de entrada y salida cruzan múltiples zonas de suelo perturbado. [61]
Al norte de Everett hay una zona de crestas paralelas y desagües fluviales orientados aproximadamente en dirección noroeste-sudeste, evidente incluso en mapas no geológicos. [62] Estas crestas (parte de un patrón regional más amplio que refleja las raíces de la antigua cordillera Calkins [63] ) están formadas por sedimentos que se acumularon en la cuenca de Everett durante el Eoceno y que posteriormente se plegaron por compresión dirigida al noreste contra la roca más antigua del Cretácico y el Jurásico al este que limitaba las tierras bajas de Puget. En el borde de esta roca más antigua se encuentra el cinturón de Rogers, una zona geológicamente interesante que se extiende desde el área de Sultan (al este de Everett) hasta Mount Vernon (justo al norte de la curva de la falla de Devils Mountain). Al observar estas características topográficas, algunos gradientes de gravedad paralelos y una "zona muy activa de sismicidad menor", William Rogers dedujo en 1970 una "falla u otra característica estructural importante". [64]
La zona de falla de la bahía de Bellingham—Chaplain fue cartografiada por primera vez por Cheney en 1976 como una zona que se extiende desde cerca del lago Chaplain (al norte de Sultan) en dirección NNO más allá de la bahía de Bellingham. Las dudas sobre la conectividad de estas fallas llevaron al abandono de este nombre en 1986 [65] cuando Cheney cartografió la falla de Mount Vernon (MVF) desde cerca de Sultan al noroeste más allá de la isla Lummi (lado oeste de la bahía de Bellingham, visible en la parte superior del mapa), cruzando la falla de Devils Mountain (DMF, parte de la zona de falla de Darrington—Devils Mountain) cerca de Mount Vernon. Cheney también cartografió la falla de Lake Chaplain , paralela y justo al este de la MVF, desde Lake Chaplain hasta Granite Falls .
El mapeo detallado de esta área desde 2006 ha revelado un patrón complejo de fallas. En el extremo norte, la zona de falla McMurray (MFZ) lateral derecha se extiende a ambos lados del lago McMurray, justo al sur de la falla de Devils Mountain, y se sospecha que es una falla limitante importante. [66] Está ubicada en un lineamiento topográfico que se alinea con Mount Vernon al norte y, al sur, con la ciudad de Granite Falls y el lago Chaplain (justo al norte de Sultan).
La falla de Woods Lake , que pasa por el lago Chaplain, corresponde más cercana a la posición mapeada del extremo sur de la falla de Mount Vernon de Cheney. [67] Sin embargo, el mapeo posterior muestra que la falla de Woods Creek (WCF), una franja de cuatro millas de ancho de fallas de deslizamiento oblicuo y de rumbo justo al oeste y que pasa directamente debajo de Sultan, parece ser la falla más significativa y mejor alineada con Mount Vernon. [68] Ambas fallas (y algunas otras) parecen terminar contra la falla lateral izquierda del río Sultan en el margen occidental de la zona de falla de Cherry Creek (CCFZ) de dirección NNE; consulte la siguiente sección. [69] La zona principal de fallas se extiende desde la falla de Woods Creek hasta la zona de falla de Granite Falls (GFFZ), ligeramente desplazada de la WCF y que corre debajo de la ciudad de Granite Falls. [70] Aunque no se ha cartografiado la sección intermedia, los geólogos creen que la GFFZ se conecta con la FZ McMurray al norte y forma el límite oriental de la cuenca Everett. [71]
Estas fallas atraviesan el Cinturón Mélange Occidental (WMB, por sus siglas en inglés; área azul en el mapa), expuesto desde North Bend (en la Interestatal 90) hasta Mount Vernon. [72] El WMB es un conjunto de rocas del Jurásico Tardío y Cretácico (algunas de ellas con hasta 166 millones de años de antigüedad) recolectadas en la cuña de acreción (o prisma) de una zona de subducción. [73] La presencia de detritos del Batolito de Idaho [72] indica una ubicación anterior más cercana al sur de Idaho. Algunas de estas fallas posiblemente se desarrollaron en el Mesozoico, cuando estos depósitos estaban en la cuña de acreción; [72] las fallas transversales de rumbo NE y NNE que forman las diversas cuencas resultaron de un cambio posterior a la transtensión. [74]
Las unidades ígneas del Eoceno temprano en el área parecen ser parte de un cinturón magmático de 49 a 44 Ma que apareció justo después de la llegada de Siletzia , y posiblemente asociado con ese evento. [75]
Los lineamientos topográficos fuertemente expresados en el extremo norte del Cinturón de Rogers plantean un problema desconcertante, ya que no muestran un desplazamiento definido en el lugar donde son atravesados por la falla de deslizamiento oblicuo lateral izquierdo de Devils Mountain. La alternativa, que una falla más reciente en el Cinturón de Rogers haya desplazado la DMF (Cheney argumentó que la MVF había desplazado la DMF 47 km al norte, más allá de la isla Lummi) es contraria al consenso predominante de que la DMF no está desplazada. [76]
La zona de falla de Cherry Creek (CCFZ) fue descubierta en 2010 mientras se mapeaba el área en el extremo norte de la zona de falla de Rattlesnake Mountain (RMFZ). [77] Desde un punto justo al norte de Carnation, el borde oriental de la CCFZ (aquí tiene aproximadamente tres cuartos de milla de ancho) se puede rastrear hasta Harris Creek, cruzando el tramo superior de Cherry Creek, y finalmente llegando a la ciudad de Sultan . Aquí, la hebra principal en el borde occidental se fusiona con la falla del río Sultan debajo del río Sultan. [78] Se proyecta que se extienda más allá del lago Chaplain, y quizás hasta el extremo este del monte Pilchuck . [79] Se considera una estructura "activa importante o potencialmente activa". [80]
En el campo abarrotado de zonas de fallas activas o potencialmente activas que se han descubierto en el valle inferior de Snoqualmie, la zona de falla de Cherry Creek es particularmente notable porque al este de Duvall [81] pasa a través de un punto crítico de sismicidad activa, incluido el terremoto de Duvall de 1996 de magnitud 5,3 . [82] Los desplazamientos en la falla Monroe orientada de este a oeste (lado sur del río Skykomish), los mecanismos focales del terremoto y las indicaciones cinemáticas muestran que la CCFZ es una falla de desgarre lateral izquierdo , posiblemente con algún movimiento oblicuo (hacia arriba en el lado este). [83]
La CCFZ parece estar relacionada con la zona de falla paralela de Tokul Creek al sur; ambas parecen ser fallas conjugadas [84] con la SWIF de dirección noroeste. [85] La falla de Tokul Creek (TCF) se dirige al NNE desde Snoqualmie, alineada con un posible desplazamiento del cinturón Melange occidental [86] y con un valle que atraviesa hasta el río Skykomish; ahora se cree que es de importancia regional. [87]
Rattlesnake Mountain es una prominente cresta de dirección NNO justo al oeste de North Bend (a unas 25 millas al este de Seattle). Coincide con, y posiblemente sea resultado de la elevación de, la zona de falla de Rattlesnake Mountain (RMFZ), una banda de al menos once fallas que muestran tanto movimiento de deslizamiento vertical como de deslizamiento de rumbo lateral derecho. [88] (Véase el mapa adyacente. En el mapa de arriba, estas están representadas por el par de líneas de puntos en la parte inferior derecha. Una montaña y una zona de falla diferentes con el mismo nombre se encuentran cerca de Pasco ; véase la falla n.° 565 de QFFDB)
El extremo sur de Rattlesnake Mountain se trunca en el Lineamiento Olímpico-Wallowa (OWL), y las fallas giran hacia el este para fusionarse con el OWL. [89] El extremo norte de la montaña cae donde cruza el extremo oriental de la Falla de Seattle, que a su vez termina en RMFZ; Rattlesnake Mountain forma el borde oriental del Levantamiento de Seattle. [90]
La RMFZ continúa en dirección NNO pasando Fall City y Carnation, donde se han cartografiado tramos de la RMFZ que hacen un suave giro de 15 a 20° al oeste para encontrarse con la zona de falla de la isla Whidbey meridional (SWIF, analizada anteriormente); por lo tanto, se considera que la RMFZ es una extensión de la SWIF. [91] La relación entre estas dos zonas de falla no está del todo clara. Se esperaría que el deslizamiento a lo largo de la SWIF continuara de este a sureste hasta que se fusionara con la OWL, pero en cambio parece estar tomando un atajo ("paso correcto") a lo largo de la RMFZ. [92] Aquí es donde la SWIF se encuentra con el borde de los cinturones Melange occidental y oriental (restos de una zona de subducción del Cretácico medio [93] ); la RMFZ es donde el Levantamiento de Seattle está siendo forzado contra el cinturón Melange occidental [94]
Al norte, el Cinturón Melange se manifiesta como el Cinturón Rogers, una zona de plegamiento de baja amplitud que se extiende desde Monroe hasta Mount Vernon ; el borde occidental aparente de esta zona está en línea con la RMFZ. Al sur de Monroe, los pliegues del Cinturón Rogers están oscurecidos por formaciones volcánicas posteriores, pero otras fallas paralelas a la RMFZ (por ejemplo, las zonas de falla del Valle Snoqualmie y del Pantano Johnson) extienden la tendencia general de fallas NNO hasta Monroe. [95]
(La zona de falla de Rattlesnake Mountain no está incluida en QFFDB).
La falla limítrofe de la Cordillera Costera (CRBF, por sus siglas en inglés) es una hipótesis, esperada sobre la base de consideraciones tectónicas, que puede correlacionarse en parte con una o más fallas conocidas actualmente, o puede involucrar fallas aún no descubiertas. En pocas palabras, la roca del basamento en el lado oeste de Puget Sound no coincide con la roca del basamento en el lado este. Al oeste de Puget Sound, el basamento tectónico de la provincia geológica de la Cordillera Costera son los basaltos marinos de aproximadamente 50 millones de años (Ma) de la Formación Crescent, parte del terreno Siletzia que se encuentra debajo del oeste de Washington y Oregón. Al este de Puget Sound, el basamento de la provincia de las Cascadas son varias rocas metamórficas preterciarias ( más antiguas de 65 Ma). En algún lugar entre Puget Sound y las estribaciones de las Cascadas, estas dos provincias geológicas entran en contacto. [96] Como la yuxtaposición de varias estructuras tectónicas dispares en el noroeste de Washington requiere un movimiento de deslizamiento significativo, se espera además que este contacto sea una falla importante. [97]
El extremo norte de la Formación Crescent (también conocida como Formación Metchosin) ha sido identificado como la falla Leech River con dirección este-oeste en el extremo sur de la isla de Vancouver. [98] Esta falla gira y corre justo al sur de Victoria, casi en línea con la SWIF. Los estudios de tomografía sísmica muestran un cambio en las velocidades sísmicas en el extremo norte de la SWIF, lo que sugiere que también es parte del contacto Coast Range-Cascade. Por lo tanto, parece razonable que el resto de la SWIF (y su extensión aparente, la RMFZ) siga el contacto Coast Range-Cascade y (al estar activas estas fallas) constituya la CRBF.
Un problema con esto es que las partes del SWIF al este de Puget Sound no muestran los contrastes de velocidad que indicarían tipos de rocas contrastantes. [44] Otro problema con el SWIF/RMFZ como CRBF es que se requiere un gran paso hacia el oeste para conectar desde el RMFZ a la Zona de Saint Helens (SHZ; ver mapa), mientras que el RMFZ gira hacia el este para alinearse con el OWL. [99] Este último problema se resuelve en parte porque hay un lugar de sismicidad, y presumiblemente fallas, que se extiende desde el extremo norte de la SHZ hasta el extremo norte de la Zona Rainier Occidental (ver Figura 48), a lo largo del borde de una formación conocida como el Conductor de las Cascadas del Sur de Washington . [100]
Sin embargo, la gravedad y otros datos sugieren que cerca del extremo sur de la isla Whidbey el contacto de la Formación Crescent puede alejarse de la SWIF, e incluso puede ser reentrante bajo el norte de Seattle, [101] formando el lado noroeste de la cuenca de Seattle, y posiblemente conectándose con la recientemente informada "tendencia Bremerton" de fallas que corren desde el extremo sur del canal Hood, a través de Sinclair Inlet (Bremerton), y a través de Puget Sound. [102] O el margen Crescent puede simplemente (y silenciosamente) correr al sur-sureste bajo Seattle hasta la WRZ. [103] Otra tomografía sísmica ha sugerido tentadoramente tres hebras que se dirigen al norte bajo Seattle, y una cuarta justo al este del lago Washington. [104] Aunque no hay evidencia directa de ninguna falla importante que se dirija al norte bajo Seattle, esta perspectiva parece ser respaldada por la comunidad geológica. [105]
Se desconoce e incluso se cuestiona cómo la CRBF podría correr al norte de Seattle (específicamente, al norte de la OWL, que se extiende a ambos lados de Seattle), ya que no hay evidencia directa de tal falla. [106] Hay una visión intrigante de Stanley, Villaseñor y Benz (1999) (ver Fig. 64, en línea) de que el borde de la Formación Crescent se desplaza hacia el oeste a lo largo de la Falla de Seattle, con la Cuenca de Seattle resultando de una brecha entre la parte principal de Siletiza y un bloque del norte que se ha desprendido.
La falla de Seattle es una zona de fallas inversas y de empuje complejas (entre las líneas E y F del mapa) de hasta 7 km de ancho y más de 70 km de largo que delimita el borde norte del Levantamiento de Seattle. Se destaca por su orientación este-oeste, la profundidad del lecho rocoso y el riesgo que representa para un centro de población urbana. [107]
La falla de Seattle fue identificada por primera vez en 1965 [108] pero no fue documentada como una falla activa hasta 1992 con un conjunto de cinco artículos que establecían que hace unos 1100 años (900-930 d. C.) un terremoto de magnitud 7+ elevó Restoration Point y Alki Point, derribó West Point (los tres triángulos blancos en la cuenca de Seattle en el mapa), causó deslizamientos de rocas en los Juegos Olímpicos, deslizamientos de tierra en el lago Washington y un tsunami en Puget Sound. [109] Se extiende tan al este como (y probablemente termina en) la zona de falla de Rattlesnake Mountain (RMFZ; la extensión sur de la SWIF) cerca de Fall City . Esto parece geológicamente razonable, ya que tanto la SWIF como la RMFZ parecen ser el contacto entre el basamento de la Formación Creciente Terciaria de Puget Sound en el oeste y las rocas del basamento del cinturón de mélange mesozoico (pre-Terciario) más antiguas debajo de las Cascadas en el este. [110]
La falla de Seattle es la más estudiada de las fallas regionales, lo que ha dado lugar a varios modelos de su estructura, que también pueden ser relevantes para otras fallas. En el modelo de cuña de Pratt et al. (1997) una placa de roca (principalmente basaltos de la Formación Crescent) de unos 20 km de espesor está siendo empujada hacia arriba por una "rampa maestra" de material más profundo; esto forma el Levantamiento de Seattle. La zona de falla de Seattle es donde el borde delantero de la placa, al llegar a la parte superior de la rampa, se rompe y se desliza hacia la Cuenca de Seattle. En este modelo, la zona de falla de Tacoma es principalmente el resultado de ajustes locales a medida que la placa se dobla hacia arriba en la parte inferior de la rampa.
El modelo dúplex de techo pasivo de Brocher et al. (2001), [111] basado en datos de tomografía sísmica del experimento "Investigación de riesgos sísmicos en Puget Sound" (SHIPS), conserva los conceptos de losa de empuje y rampa maestra, pero interpreta la falla de Tacoma como una falla inversa (o contraempuje) que se inclina hacia el norte en dirección a la falla de Seattle que se inclina hacia el sur (ver diagrama); como resultado, el levantamiento de Seattle está surgiendo como un horst .
Si bien estos modelos varían en algunos detalles, ambos indican que la falla de Seattle en sí misma es capaz de generar un terremoto de magnitud 7,5. [112] Pero si la falla de Seattle se rompiera junto con otras fallas (discutidas anteriormente), se liberaría considerablemente más energía, del orden de ~M 8. [113]
La determinación del extremo occidental de la falla de Seattle ha sido problemática y tiene implicaciones para todo el lado oeste de las tierras bajas de Puget. Inicialmente no se especificó y se indicó de manera bastante vaga que estaba al oeste de Restoration Point (es decir, al oeste de Puget Sound). [114] Una opinión temprana fue que "la falla de Seattle parece estar truncada por la falla del canal Hood ... y no se extiende hacia las montañas Olympic". [115] Esto parece bastante razonable, ya que el canal Hood es un límite fisiográfico prominente entre las montañas Olympic y las tierras bajas de Puget, y se cree que es la ubicación de una falla importante. [116] Los autores posteriores tuvieron la suficiente confianza para rastrear la falla al oeste de Bremerton hasta justo al norte de Green Mountain (la esquina noroeste del levantamiento de Blue Hills -ver "E" en el mapa- una exposición topográficamente prominente de basalto elevado) y justo antes del canal Hood; [117] pero se muestran reacios a mapear la falla más al oeste ya que el lineamiento aeromagnético distintivo utilizado para ubicar la falla de Seattle se extingue justo al oeste de Bremerton. [118]
Los estudios de la falla de Seattle al oeste de Bremerton han revelado una complejidad de estructura geológica y fallas. [119] Varios estudios muestran que la franja más al sur de la falla de Seattle, una vez pasada Green Mountain, gira al suroeste, hacia las fallas de Saddle Mountain y Frigid Creek. [120] Sin embargo, la zona de falla de Saddle Mountain no está alineada de manera recíproca, [121] tendiendo más al norte hasta donde encuentra fallas con tendencia oeste-este (incluida la zona de falla de Hamma Hamma ) que parecen ser una extensión hacia el oeste de la zona de falla de Seattle. [122] Esta tendencia se extiende más al norte donde el lineamiento de Pleasant Harbor parece terminar otras extensiones hacia el oeste de la SFZ. [123] Otros estudios tienen fallas que se extienden al noroeste o al oeste-noroeste desde la falla de Seattle hacia la bahía de Dabob; [124] estas ahora se reconocen como parte de la zona de falla de la bahía de Dabob. [125] Aunque se está desarrollando cierta coherencia, la historia no está completa: las fallas identificadas aún no explican gran parte de la sismicidad de la región. [126]
Una nueva perspectiva es que la falla de Dewatto marca el borde occidental del relativamente rígido Levantamiento de Seattle (ver mapa). La acomodación de la tensión (desplazamiento) entre la falla de Seattle y la zona de deformación de Saddle Mountain probablemente se distribuya a través de los sedimentos más flexibles de la cuenca de Dewatto; esto, y la mayor profundidad de la Formación Crescent, pueden explicar la expresión atenuada de la falla de Seattle al oeste de Green Mountain. [127]
La falla de Tacoma (a la derecha, y también entre las líneas C y D en el mapa de elevación y cuenca, arriba) justo al norte de la ciudad de Tacoma, Washington, ha sido descrita como "una de las anomalías geofísicas más sorprendentes en las tierras bajas de Puget". [129] La parte occidental es una falla inversa activa con rumbo este-oeste y buzamiento hacia el norte que separa la elevación de Seattle y la cuenca de Tacoma, con aproximadamente 30 millas (50 km) de ruptura superficial identificada . Se cree que es capaz de generar terremotos de al menos magnitud 7, y hay evidencia de un terremoto de este tipo hace aproximadamente 1000 años, posiblemente el mismo terremoto documentado en la falla de Seattle 24 millas (38 km) al norte. [130] Es probable que esto no sea una coincidencia, ya que parece que las fallas de Tacoma y Seattle convergen en profundidad (ver diagrama arriba) de una manera que la compresión norte-sur tiende a forzar la elevación de Seattle hacia arriba, lo que resulta en un movimiento de buzamiento-deslizamiento en ambas zonas de falla. [131]
La falla de Tacoma fue identificada por primera vez por Gower, Yount y Crosson (1985) como una anomalía gravitacional ("estructura K") que se extendía hacia el este a través del extremo norte de Case y Carr Inlets, luego hacia el sureste bajo Commencement Bay y hacia la ciudad de Puyallup . No fue hasta 2001 que se la identificó como una zona de falla [12] , y recién en 2004 las excavaciones revelaron actividad del Holoceno [132] .
Los escarpes asociados con el levantamiento del Holoceno de la falla de Tacoma se han rastreado hacia el oeste hasta el lago Prickett (al suroeste de Belfair , ver mapa). [133] Inicialmente se sospechó que la falla de Tacoma seguía una anomalía magnética débil hacia el oeste hasta la falla de Frigid Creek, [127] pero ahora se cree que se conecta con un gradiente pronunciado de velocidad gravitacional, aeromagnética y sísmica que golpea hacia el norte en dirección a Green Mountain (levantamiento de Blue Hills). Este es el lineamiento de Dewatto, que se cree que es el resultado de una falla inversa de ángulo bajo que se inclina hacia el este, donde el flanco occidental del Levantamiento de Seattle ha sido empujado hacia la esquina noroeste de la cuenca de Tacoma. Parece que el Levantamiento de Seattle está actuando como un bloque rígido, con las fallas de Tacoma, Dewatto y Seattle como las caras sur, oeste y norte. Esto puede explicar por qué las fallas de Seattle y Tacoma parecen haberse roto casi al mismo tiempo. [127]
La interpretación de la parte oriental de la falla de Tacoma no está del todo clara. [134] La mayoría de los autores la relacionan con la fuerte anomalía gravitacional (que normalmente refleja dónde la falla ha yuxtapuesto rocas de diferente densidad) y el lineamiento topográfico que se extiende a lo largo de la bahía Commencement. Esto sigue el frente del monoclinal Rosedale, una formación que se inclina suavemente hacia el suroeste y forma los acantilados sobre los que se construyó Tacoma.
Por otra parte, el carácter contrastante de los segmentos que se dirigen al este y al sureste es inquietante, y el cambio de dirección es algo difícil de conciliar con las trazas de falla observadas. Especialmente porque los datos de reflexión sísmica [135] muestran que algunas fallas continúan hacia el este a través de la isla Vashon y el Paso Este del Estrecho de Puget (la Zona del Paso Este , EPZ) hacia Federal Way y un anticlinal que se dirige al este. Aún no se ha determinado si las fallas continúan hacia el este. La EPZ está activa, ya que fue el lugar del terremoto de 5 grados de Point Robinson de 1995. [136]
Hay evidencia de que la falla de Tacoma se conecta con la falla del río White River (WRF) a través de la EPZ y Federal Way , bajo la cuenca de Muckleshoot (ver mapa), [137] y de allí a la falla del río Naches . De ser así, este sería un sistema de fallas importante (más de 185 km de largo), que conectaría las tierras bajas de Puget con el cinturón plegado de Yakima en el otro lado de las cascadas, con posibles implicaciones tanto para el lineamiento Olympic-Wallowa (al que es paralelo) como para la estructura geológica al sur del OWL.
El flanco occidental del Levantamiento de Seattle forma un fuerte gradiente de velocidad gravitacional, aeromagnética y sísmica conocido como el lineamiento Dewatto . [138] Surge del contraste entre el basalto más denso y magnético de la Formación Crescent que se ha elevado hacia el este, y los sedimentos glaciares que han llenado la cuenca Dewatto hacia el oeste. [139] El lineamiento Dewatto se extiende desde el extremo occidental de la falla de Tacoma (ver mapa inmediatamente arriba) hacia el norte hacia Green Mountain en el extremo occidental de la falla de Seattle.
El análisis cinemático sugiere que si el acortamiento (compresión) en Puget Lowland se dirige al noreste (es decir, paralelo al canal Hood y la zona de deformación de Saddle Mountain) y, por lo tanto, oblicuo al lineamiento Dewatto, debería estar sujeto tanto a fuerzas de deslizamiento de rumbo como de deslizamiento de buzamiento, lo que implica una falla. [140] Un modelado geofísico reciente sugiere que el lineamiento Dewatto es la expresión de una falla de empuje ciega (oculta), de ángulo bajo y buzamiento hacia el este, llamada falla Dewatto . [141] (Originalmente llamada falla de Tahuya. [142] ) Esto refleja el empuje hacia el oeste del Levantamiento de Seattle en la cuenca Dewatto, una extensión noroccidental de la cuenca de Tacoma. Esta interpretación sugiere que el Levantamiento de Seattle actúa como un bloque rígido y posiblemente explica el vínculo cinemático por el cual los grandes terremotos pueden involucrar rupturas en múltiples fallas: las fallas de Seattle, Dewatto y Tacoma representan las caras norte, oeste y sur de un solo bloque. [143] Esta interconexión también sugiere la posibilidad de que se produzcan terremotos de mayor magnitud (> M 7 para la falla de Seattle); se desconoce el grado de aumento del riesgo. [144]
El canal Hood marca un cambio abrupto de fisiografía entre las tierras bajas de Puget y las montañas Olympic al oeste. Con base en esto y en anomalías geofísicas se dedujo que existe una importante zona de falla de desgarre activa que va desde el extremo sur del canal Hood, sube por la bahía Dabob y continúa hacia el norte por tierra. [145] Esto es conforme con algunas interpretaciones tectónicas regionales [146] que ponen un límite de terreno importante entre Olympic y las tierras bajas de Puget, e implican una conexión (ya sea a través de la falla de Discovery Bay o más cerca de Port Townsend) con las diversas fallas en el estrecho de Juan de Fuca . Este límite sería el contacto donde se acomoda el movimiento hacia el norte de la roca del basamento de las tierras bajas de Puget contra la península Olympic; se esperaría que fuera una zona sismológica significativa.
Sin embargo, la falla del Canal Hood ha sido "en gran medida inferida" [147] debido a la escasez de evidencia, incluida la falta de escarpes definidos y cualquier otro signo de sismicidad activa. Un estudio de 2001 [148] que utilizó tomografía sísmica de alta resolución cuestionó su existencia. Aunque un estudio de 2012 [149] interpretó una variedad diferente de datos tomográficos como mostrando la falla del Canal Hood, otros mapas "no han encontrado evidencia convincente de la existencia de esta falla", [150] la consideran dudosa, [151] la representan "con bajo nivel de confianza", [152] o la omiten por completo. [153] Por estas razones, ahora es una falla cuestionada y se indica en el mapa como una línea discontinua.
Se está desarrollando una nueva visión de que el límite tectónico regional no está bajo el canal Hood, sino justo al oeste, involucrando la zona de falla de Saddle Mountain (discutida más adelante) y fallas asociadas. Esto está respaldado por escarpes geológicamente recientes y otros signos de fallas activas en las fallas de Saddle Mountain, y también el descubrimiento de un lineamiento geofísico que corre a través de Pleasant Harbor (al sur de Brinnon) que parece truncar hebras de la falla de Seattle. [154] En esta visión, el canal Hood es solo un sinclinal (buzamiento) entre las montañas Olympic y Puget Lowland, y las fallas que se han encontrado allí son locales y discontinuas, auxiliares a la zona principal de fallas al oeste. [155] Al norte de la falla de Seattle, la acomodación del movimiento regional puede estar a lo largo de la zona de falla de Dabob Bay que se dirige al noroeste . [156]
Las fallas de Saddle Mountain ( "Este" y "Oeste", y no deben confundirse con una falla de Saddle Mountain diferente en el condado de Adams, este de Washington [157] ), son un conjunto de fallas inversas con tendencia noreste en el flanco sureste de las Montañas Olímpicas cerca del lago Cushman descritas por primera vez en 1973 y 1975. [158] El movimiento vertical en estas fallas ha creado escarpes prominentes que han represado el lago Price y (justo al norte de Saddle Mountain) el pantano de Lilliwaup. Los rastros de superficie mapeados tienen solo 5 km de largo, pero las imágenes derivadas de LIDAR muestran lineamientos más largos, con los rastros cortando rastros aluviales del Holoceno. Un análisis reciente (2009) de datos aeromagnéticos [159] sugiere que se extiende al menos 35 km, desde la latitud de la falla de Seattle (el río Hamma Hamma) hasta aproximadamente 6 km al sur del lago Cushman. Otras fallas al sur y sureste – la falla de Frigid Creek y (al oeste) la falla de Canyon River – sugieren una zona extensa de fallas de al menos 45 km de largo. Aunque no se ve que la falla de Canyon River, que se dirige al suroeste, se conecte directamente con las fallas de Saddle Mountain, están alineadas en general y ambas ocurren en un contexto similar de fallas del Mioceno (donde los estratos de la Formación Crescent han sido elevados por los Juegos Olímpicos) y una anomalía aeromagnética lineal. [160] La falla de Canyon River es una falla importante en sí misma, asociada con un lineamiento de 40 km de largo y escarpes distintivos del Holoceno tardío de hasta 3 metros. [161]
Aunque estas fallas están al oeste de la falla del canal Hood (que anteriormente se suponía que era el límite occidental de las tierras bajas de Puget), nuevos estudios están revelando que la falla de Saddle Mountain y otras fallas relacionadas se conectan con la zona de fallas de Seattle. [162] Los estudios de trincheras indican grandes terremotos (en el rango de M 6. a 7.8) en las fallas de Saddle Mountain [163] casi al mismo tiempo (más o menos un siglo) que el gran terremoto en la falla de Seattle hace unos 1100 años (900-930 d. C.). [164] Estos terremotos plantean una grave amenaza para las presas de la ciudad de Tacoma en el lago Cushman, [165] ubicadas en la zona de fallas, [166] y para todos los que se encuentran río abajo en el río Skokomish . Se cree que la falla del río Canyon causó un terremoto de tamaño similar hace menos de 2000 años; [167] esto es un peligro particular para la presa Wynoochee (al oeste). No se conocen la historia ni las capacidades de la falla Frigid Creek.
La estructura Olympia –también conocida como la falla de la Legislatura [168] – es una anomalía gravitacional y aeromagnética de 80 km de longitud que separa los depósitos sedimentarios de la cuenca de Tacoma del basalto del levantamiento de Black Hills (entre las líneas A y B del mapa). No se sabe si es sísmica –de hecho, hay muy poca sismicidad al sur de la cuenca de Tacoma hasta Chehalis [169] – y ni siquiera se ha establecido de manera concluyente que sea una falla.
Esta estructura se muestra en el mapeo gravitacional de 1965, pero sin comentarios. [170] Gower, Yount y Crosson (1985), etiquetándola como "estructura L", la mapearon desde Shelton (cerca de las colinas olímpicas) al sureste hasta Olympia (casi justo debajo de la Legislatura estatal), directamente debajo de la ciudad de Rainier , hasta un punto al este de la falla Doty, y aparentemente marcando el límite noreste de una banda de fallas que apuntan al sureste en el área Centralia-Chehalis. Lo interpretaron como "simples pliegues en el lecho rocoso del Eoceno", aunque Sherrod (1998) vio suficiente similitud con la falla de Seattle para especular que se trata de una falla inversa. Pratt et al. (1997), aunque observaron los "notables límites rectos que interpretamos como evidencia de control estructural", [171] se abstuvieron de llamar a esta estructura una falla. (Su modelo del Levantamiento de Black Hills es análogo a su modelo de "cuña" del Levantamiento de Seattle, analizado anteriormente, pero en la dirección opuesta. Si es totalmente análogo, entonces el "dúplex de techo" también podría aplicarse, y la falla de Olympia sería una falla inversa similar a la falla de Tacoma).
El mapeo aeromagnético en 1999 mostró una anomalía muy prominente [172] (tal como indica típicamente un contraste de tipo de roca); eso, junto con evidencia paleosismológica de un gran terremoto del Holoceno, ha llevado a sugerir que esta estructura "puede estar asociada con fallas". [173] Una razón para tener cautela es que un estudio de gravedad detallado no pudo resolver si la estructura Olympia es o no una falla. [174] Aunque no se han encontrado rastros superficiales de fallas ni en los sedimentos glaciares del Holoceno ni en los basaltos de las Black Hills, [175] sobre la base de registros de perforación de pozos se ha mapeado una falla que se dirige al sureste desde el lago Offut (justo al oeste de Rainier); parece estar en línea con la falla más oriental mapeada en el área de Centralia—Chehalis. [176]
Un estudio de reflexión sísmica marina [177] encontró evidencia de fallas en la desembocadura de Budd Inlet, justo al norte de la estructura Olympia, y que se alinean con lineamientos tenues vistos en las imágenes lidar. Estas fallas no están del todo alineadas con la estructura Olympia, y tienen una dirección N75W (285°) en lugar de N45W (315°). No se sabe con certeza cómo se relacionan estas fallas con la estructura y si son fallas profundas o fracturas debidas a la flexión de la corteza superficial.
Se ha especulado que el SO podría conectarse con la zona sísmicamente activa de Santa Helena (que se analiza más adelante), lo que implicaría que el SO está bloqueado y estresado, lo que aumenta la posibilidad de un gran terremoto. [178] Alternativamente, el SO parece coincidir con un límite gravitacional en la corteza superior que se ha cartografiado y que se dirige al sureste hasta The Dalles en el río Columbia, [179] donde hay un enjambre de fallas con un impacto similar. [180]
El riesgo de que Olympia y el sur del estrecho se vean afectados por grandes terremotos se demuestra por la evidencia de hundimientos en varios lugares del sur del estrecho de Puget hace unos 1100 años. [181] Lo que no se sabe es si esto se debió a un gran terremoto de subducción, al terremoto conocido en la falla de Seattle en esa época o a un terremoto en una falla local (por ejemplo, la estructura de Olympia); hay algunas pruebas de que hubo dos terremotos en un corto período de tiempo. Se ha informado de hundimientos que datan de entre 1445 y 1655 d. C. en Mud Bay (justo al oeste de Olympia). [182]
(No incluido en QFFDB).
La falla Doty –la más meridional de las fallas divisorias de cuencas y elevación analizadas aquí, y situada justo al norte de la cuenca Chehalis– es una de las casi doce fallas cartografiadas en el distrito carbonífero Centralia-Chehalis en 1958. [183] Aunque las ciudades de Centralia y Chehalis en el condado rural de Lewis pueden parecer distantes (a unas 25 millas) de Puget Sound, esta sigue siendo parte de las tierras bajas de Puget, y estas fallas, la geología local y el basamento tectónico subyacente parecen estar conectados con el inmediatamente adyacente a Puget Sound. Y aunque las fallas en esta zona no son notablemente sismogénicas, las fallas que se dirigen al sureste parecen estar en sintonía con la estructura (¿falla?) de Olympia, y se dirigen hacia la zona de Saint Helens, definitivamente activa; esta parece ser una estructura a gran escala. La falla Doty en particular parece haber ganado prominencia entre los geólogos desde que se asoció con una anomalía aeromagnética, [184] y un informe en 2000 le atribuyó la capacidad de generar un terremoto de magnitud 6,7 a 7,2. [185] La perspectiva de un gran terremoto en la falla Doty plantea un grave peligro para toda la región de Puget Sound, ya que amenaza líneas de vida económicas vitales: en Chehalis hay una sola autopista (Interestatal 5) y una sola línea ferroviaria que conecta la región de Puget Sound con el resto de la costa oeste; las únicas rutas alternativas son muy largas. [186]
La falla de Doty ha sido cartografiada desde el lado norte del aeropuerto de Chehalis hacia el oeste hasta el antiguo pueblo maderero de Doty (hacia el norte de Pe Ell), paralela en la mayor parte de esa distancia a su gemela, la falla de Salzer Creek , aproximadamente a media milla al norte. Ambas son fallas de deslizamiento por inclinación (verticales); el bloque entre ellas ha sido levantado por fuerzas de compresión. La falla de Doty parece terminar contra, o posiblemente fusionarse con, la falla de Salzer Creek en Chehalis; la falla de Salzer Creek se rastrea otras siete millas al este de Chehalis. La longitud de la falla de Doty es problemática: el informe de 2000 la dio como 65 km (40 millas), pero sin comentarios ni citas. [187] Tal longitud sería comparable a la longitud de las fallas de Seattle o Tacoma, y capaz de un terremoto de M 6.7. Pero no parece que haya habido estudios de la estructura más profunda de estas fallas, o si ha habido alguna actividad reciente.
La falla Doty-Salzer Creek no se ajusta completamente al patrón regional de cuencas y elevaciones delimitadas por fallas descritas anteriormente. Limita el lado norte de la cuenca Chehalis, pero el límite sur de la elevación Black Hills es más propiamente la falla Scammon Creek en dirección sureste que converge con la falla Doty-Salzer Creek justo al norte de Chehalis. [188] En el ángulo agudo entre estas se encuentra la elevación menor Lincoln Creek, las Doty Hills y un impresionante trozo de basalto Crescent elevado (área rojiza en el borde oeste del mapa). La falla Scammon Creek en dirección SE parece terminar en la falla Salzer Creek (la relación exacta no está clara), y esta última continúa hacia el este por otras siete millas. Sin embargo, la primera es solo la primera de al menos seis fallas más paralelas en dirección sureste, que cruzan la falla Salzer Creek. Estas fallas son: la falla Kopiah (nótese la curva curiosa), la falla Newaukum , la falla Coal Creek y otras tres fallas sin nombre. Justo más allá de ellos se encuentra la Estructura Olympia paralela, que como lineamiento geofísico ha sido rastreado hasta un punto al este de Chehalis; [189] estas parecen estar relacionadas de alguna manera, pero la naturaleza de esa relación aún no se conoce.
Aunque estas fallas han sido rastreadas solo un poco, los anticlinales que se dirigen al sureste con los que están asociadas continúan hasta el lago Riffe, cerca de Mossyrock . También están en dirección a un enjambre de fallas en el río Columbia, que enmarcan a The Dalles . Como todas estas son fallas inversas y de empuje , probablemente sean el resultado de una compresión regional dirigida al noreste. [190] Estas fallas también cruzan la Zona de Santa Helena (SHZ), una zona de sismicidad profunda con tendencia norte-noroeste que parece ser el contacto entre diferentes bloques de la corteza. [191] Se desconoce cómo podrían estar conectadas.
Lo que hace que la falla Doty-Salzer (y la corta falla Chehalis que corre al este desde Chehalis) se destaque de las muchas otras fallas al sur de Tacoma es su rumbo este-oeste; se desconoce la importancia de esto.
(No incluido en QFFDB. Consulte Snavely et al. 1958 y el Mapa Geológico GM-34 para obtener más detalles).
Las concentraciones más llamativas de sismicidad de corteza media en el oeste de Washington fuera de Puget Sound son la Zona de Santa Helena (SHZ) y la Zona Rainier Occidental (WRZ) en el borde sur de las Tierras Bajas de Puget (ver mapa de sismicidad, derecha). [192] De hecho, es principalmente por su sismicidad que estas fallas son conocidas y han sido localizadas, ninguna mostrando fallas superficiales. [193] La SHZ y la WRZ se encuentran justo fuera de la cuenca topográfica que constituye las Tierras Bajas de Puget (ver imagen), no participan en el patrón de elevación y cuenca, y a diferencia del resto de las fallas en las Tierras Bajas de Puget (que son fallas inversas o de empuje que reflejan principalmente fuerzas de compresión) parecen ser fallas de rumbo ; reflejan un contexto geológico claramente diferente del resto de las Tierras Bajas de Puget. En particular, al sureste del Monte St. Helens y el Monte Rainier, reflejan un patrón regional de fallas orientadas al NNO, incluida la falla de Entiat en las North Cascades y las Portland Hills y fallas relacionadas alrededor de Portland (véase el mapa de fallas de QFFDB). Sin embargo, la SHZ y la WRZ pueden ser parte integral de la geología regional de Puget Sound, posiblemente revelando algunas facetas profundas y significativas, y también pueden presentar un riesgo sísmico significativo.
La WRZ y la SHZ están asociadas con el conductor de las Cascadas del sur de Washington (SWCC), una formación de conductividad eléctrica mejorada [194] que se encuentra aproximadamente entre el lago Riffe y los montes St. Helens, Adams y Rainier, con un lóbulo que se extiende hacia el norte (delineado en amarillo, a la derecha). Esta formación, de hasta 15 km de espesor, está en gran parte enterrada (de uno a diez kilómetros de profundidad) y se conoce principalmente por magnetotelúricos y otros métodos geofísicos. [195] El límite suroeste del SWCC, donde se cree que está en contacto casi vertical con los basaltos del Eoceno de la Formación Crescent, forma una buena parte de los 90 km (56 millas) de largo de la SHZ. En el lado oriental, donde se cree que el SWCC está en contacto con terrenos preterciarios acretados al cratón norteamericano , las cosas son diferentes. Si bien hay una zona corta (no se muestra) de sismicidad más débil cerca de Goat Rocks (un antiguo volcán del Plioceno [196] ) que puede estar asociada con el contacto, la sismicidad sustancialmente más fuerte de la WRZ está asociada con el principal anticlinal Carbon River—Skate Mountain. [197] Este anticlinal , o pliegue elevado, y el ancho más angosto de la parte norte del SWCC, reflejan un episodio de compresión de esta formación. De gran interés aquí es que tanto el lóbulo norte del SWCC como el anticlinal Carbon River están alineados hacia Tiger Mountain (un bloque elevado del Grupo Puget de depósitos sedimentarios y volcánicos típicos de Puget Lowland) y el anticlinal adyacente Raging River (ver mapa). Los estratos expuestos más bajos de Tiger Mountain, los sedimentos marinos de mediados del Eoceno de la formación Raging River, pueden ser correlativos con el SWCC. [198]
¿Se extiende la ZHS hacia el norte? Aunque la Estructura Olympia (una falla sospechosa) corre hacia la ZHS y delinea el borde norte de una sección expuesta de la Formación Crescent, parece ser un pliegue de la corteza superior , parte de un patrón de plegamiento que se extiende hacia el sureste para cruzar el río Columbia cerca de The Dalles , y no está relacionado con la ZHS de la corteza media e inferior. [199] Se ha especulado que la ZHS podría extenderse bajo la península de Kitsap (centro del estrecho de Puget), posiblemente involucrada con una sección de la placa Juan de Fuca en subducción que se sospecha que está atascada. Las implicaciones de esto no son solo "la posibilidad de un terremoto de corteza moderado a grande a lo largo de la ZHS", sino que la tectónica bajo el estrecho de Puget es más complicada de lo que se entiende hasta ahora, y puede involucrar diferencias en los patrones de estrés regionales que no se reflejan en las evaluaciones actuales de riesgo de terremotos. [200]
El monte St. Helens y el monte Rainier están ubicados donde sus zonas de fallas asociadas forman una curva (ver mapa, arriba). [201] (El monte Rainier está desplazado porque las fallas son profundas y los conductos no se elevan muy verticalmente). Estas curvas están ubicadas donde interceptan una "estructura geológica sutil" [202] de "posible importancia fundamental", [203] una zona de rumbo NNE (línea "A" en el mapa) de varias fallas (incluyendo la falla Tokul Creek NNE de Snoqualmie) y respiraderos volcánicos y cuerpos intrusivos ( plutones y batolitos ) del Mioceno temprano (alrededor de 24 Ma) que se extienden desde Portland hasta Glacier Peak ; [204] también marca el cambio en la orientación de la falla regional señalado anteriormente. Se cree que este lineamiento MSH-MR-GP refleja una "falla litosférica profunda y de larga duración que ha ejercido un control importante sobre la transferencia de magma a la corteza superior del sur de Washington durante aproximadamente los últimos 25 [millones de años]"; [203] se ha atribuido a la geometría de la placa subductora de Juan de Fuca . [205]
Una línea paralela ("B") a unas 15 millas (25 kilómetros) al oeste corresponde al límite occidental de una zona de sismicidad que se extiende desde la WRZ hasta el suroeste de Portland. Curiosamente, la extensión de la línea "B" al norte de la OWL es aproximadamente el límite oriental de la sismicidad de Puget Sound, ya que el resto del suroeste de Washington y las North Cascades son relativamente asísmicos (véase el mapa de sismicidad, arriba). [206] Esta línea también puede marcar el límite noroeste del SWCC. [207] Al norte de la RMFZ sigue un lineamiento topográfico que se puede rastrear hasta Rockport (en la autopista 20); [208] incluye la zona de falla de Cherry Creek al NNE de Carnation, ubicación del terremoto de Duvall de 1965. [209] Entre Cherry Creek y las fallas paralelas de Tokul Creek hay un contacto entre formaciones del Cinturón Melange Occidental. [210] La zona entre estas dos líneas, que refleja cambios en la estructura regional, la sismicidad, la orientación de las fallas y posiblemente la estructura litosférica subyacente, parece ser un límite estructural importante en las tierras bajas de Puget.
También se intersecta en el Monte St. Helens una línea de tendencia NE (045°) (roja) de domos de tapón del Pleistoceno (aproximadamente 4 Ma) y un lineamiento topográfico (seguido en parte por la autopista 12). [203] Esta línea es la más meridional de una banda de fallas de tendencia NE y lineamientos topográficos que se extienden desde la costa de Oregón hasta las Cascadas del Norte. Una línea similar se alinea con la terminación de la WRZ, SHZ y la zona de falla de Gales Creek (al noroeste de Portland), con fallas a lo largo del río Nehalem superior en la costa de Oregón, [211] y un contraste topográfico en la costa (entre la montaña Neahkahnie y el valle inferior del río Nehalem) lo suficientemente distinto como para verse en el mapa de sismicidad anterior (al oeste de Portland). Otros lineamientos similares (como desde Astoria hasta Glacier Peak) se alinean con varias características topográficas y cambios en la orientación de las fallas. Estos lineamientos se han asociado con posibles zonas de fallas en la corteza y la placa en subducción. [212]
Estas características sugieren que las tierras bajas del sur de Puget están influenciadas por la corteza profunda e incluso por la placa subductora de Juan de Fuca, pero aún no se conocen los detalles ni las implicaciones.
Existen otras numerosas fallas (o zonas de fallas) en las tierras bajas de Puget y sus alrededores, que han sido estudiadas de forma superficial y en gran parte no tienen nombre. Por lo general, son bastante cortas y no se cree que sean significativamente sismogénicas. Sin embargo, la mayor parte de la actividad sísmica no está asociada con ninguna falla conocida. [213] La sismicidad a veces ocurre en zonas, como se ha observado bajo la isla Mercer, o desde el centro de Seattle hacia Kirkland [214], pero generalmente se desconoce si zonas particulares reflejan fallas no descubiertas o podrían ser la fuente de terremotos dañinos. Los mapas en curso están revelando más fallas. Por ejemplo, el mapeo a lo largo de la zona de falla de Rattlesnake Mountain ha revelado una red compleja de fallas activas o potencialmente activas a lo largo (y probablemente más allá) del valle inferior de Snoqualmie, incluida la zona de falla de Cherry Creek, escenario del terremoto de Duvall de magnitud 5,3 de 1996. [215] Las fallas de la isla de San Juan y del río Leach que cruzan el extremo sur de la isla de Vancouver son significativas y sin duda están conectadas con las fallas de Darrington-Devils Mountain y de la isla Whidbey del sur, y ciertamente son de particular interés para los residentes de Victoria, BC. Pero se desconoce su importancia para el área de Puget Sound.
La falla de Little River (véase la base de datos de fallas de la QFFDB, falla 556) es representativa de una extensa zona de fallas a lo largo del lado norte de la península Olímpica y en el estrecho de Juan de Fuca (probablemente conectada con los sistemas de fallas en el extremo sur de la isla de Vancouver, véase el mapa de la base de datos de fallas), pero estas se encuentran al oeste de los bloques de corteza que subyacen a las tierras bajas de Puget, y nuevamente se desconoce su posible impacto en la región del estrecho de Puget. Una de estas fallas, la zona de falla de Sequim (que se dirige al este desde la ciudad de Sequim ), cruza Discovery Bay (y varias posibles extensiones de la falla del canal de Hood) y limita el levantamiento de Port Ludlow ("levantamiento de origen desconocido" en el mapa); parece extenderse hasta la falla de la isla Whidbey del sur. [216]
Se ha afirmado que existe una falla de Everett que corre de este a noreste a lo largo de los acantilados entre Mukilteo y Everett (es decir, al este de SWIF y en el borde sur de la cuenca de Everett), pero esto no parece haber sido corroborado. [217]
Se ha informado de la existencia de una falla de Lofall basándose en estudios de reflexión sísmica marina [216] , pero no se ha confirmado mediante excavaciones. Esta falla parece estar asociada con el anticlinal del arco de Kingston y parte del patrón de elevación y cuenca, pero acortada debido a la geometría de la SWIF. No es especialmente sismogénica.
Aunque la falla del río Blanco (WRF), que en gran parte no ha sido estudiada, parece estar justo afuera de las tierras bajas de Puget, en realidad puede conectarse bajo la cuenca de Muckleshoot con la zona del Paso Este y la falla de Tacoma (mapa). [218] Esto plantearía un riesgo sísmico significativamente mayor que el reconocido actualmente, especialmente porque se cree que la falla del río Blanco se conecta con la falla del río Naches que se extiende a lo largo de la autopista 410 en el lado este de las cascadas hacia Yakima.
La falla Straight Creek es una estructura importante en las North Cascades , pero no ha estado activa durante más de 30 millones de años. [219] Varias otras fallas en las North Cascades son más antiguas (están compensadas por la falla Straight Creek) y no están relacionadas con las fallas en Puget Sound.
En su momento se propuso la existencia de una falla de Puget Sound que corra por el centro de Puget Sound (y de la isla Vashon ), [220] pero parece que la comunidad geológica no la aceptó. Se dedujo una falla de límite de la cordillera costera (CRBF, analizada anteriormente) sobre la base de las diferencias en la roca del basamento al oeste y al este de Puget Sound (el contacto del núcleo de la Formación Crescent con Cascadia) y se cartografió de manera arbitraria en varios lugares, incluido el lago Washington; al norte de la OWL, ahora se la identifica generalmente con la falla de la isla Whidbey del sur. [221] No se sabe dónde podría correr al sur de Seattle; se ha argumentado que corre por debajo de Seattle [222], pero esto sigue siendo una conjetura.
El estudio de la deformación de la superficie sugiere posibles fallas no cartografiadas cerca de Federal Way, que corre entre Sumner y Steilacoom, y al sur de Renton. [223]
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