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Terremoto de supercizallamiento

En sismología , un terremoto de supercizallamiento es un terremoto en el que la propagación de la ruptura a lo largo de la superficie de la falla se produce a velocidades superiores a la velocidad de la onda de corte sísmica (onda S). Esto provoca un efecto análogo a un estampido sónico . [1]

Velocidad de propagación de la ruptura

Durante los eventos sísmicos a lo largo de una superficie de falla, el desplazamiento se inicia en el foco y luego se propaga hacia afuera. Típicamente, para grandes terremotos, el foco se encuentra hacia un extremo de la superficie de deslizamiento y gran parte de la propagación es unidireccional (por ejemplo, los terremotos de Sichuan de 2008 y del Océano Índico de 2004 ). [2] Estudios teóricos en el pasado han sugerido que el límite superior para la velocidad de propagación es el de las ondas de Rayleigh , aproximadamente 0,92 de la velocidad de la onda de corte. [3] Sin embargo, se ha reportado evidencia de propagación a velocidades entre valores de ondas S y ondas compresivas (ondas P) para varios terremotos [4] [5] de acuerdo con estudios teóricos y de laboratorio que respaldan la posibilidad de propagación de ruptura en este rango de velocidad. [6] [7] Estudios sistemáticos indican que la ruptura supercortante es común en grandes terremotos de deslizamiento. [8]

Aparición

Grietas de modo I, modo II y modo III.

Se han observado evidencias de propagación de rupturas a velocidades mayores que las velocidades de onda S esperadas para la corteza circundante en varios terremotos grandes asociados con fallas de desgarre . Durante el desgarre, el componente principal de la propagación de la ruptura será horizontal, en la dirección del desplazamiento, como una grieta de corte de Modo II (en el plano). Esto contrasta con una ruptura de desgarre-desgarre donde la dirección principal de propagación de la ruptura será perpendicular al desplazamiento, como una grieta de corte de Modo III (antiplana). Los estudios teóricos han demostrado que las grietas de Modo III están limitadas a la velocidad de la onda de corte, pero que las grietas de Modo II pueden propagarse entre las velocidades de las ondas S y P [9] y esto puede explicar por qué no se han observado terremotos de supercizallamiento en fallas de desgarre-desgarre.

Inicio de la ruptura por supercizallamiento

El rango de velocidad de ruptura entre las ondas de Rayleigh y las ondas de corte sigue siendo prohibido para una grieta de Modo II (una buena aproximación a una ruptura por deslizamiento de rumbo). Esto significa que una ruptura no puede acelerarse desde la velocidad de Rayleigh hasta la velocidad de onda de corte. En el mecanismo de "Burridge-Andrews", la ruptura por supercorte se inicia en una ruptura "hija" en la zona de alto esfuerzo cortante desarrollado en la punta de propagación de la ruptura inicial. Debido a esta zona de alto esfuerzo, esta ruptura hija puede comenzar a propagarse a velocidad de supercorte antes de combinarse con la ruptura existente. [10] La ruptura experimental de grietas por corte, utilizando placas de un material fotoelástico , ha producido una transición de una ruptura sub-Rayleigh a una ruptura por supercorte mediante un mecanismo que "cualitativamente se ajusta al conocido mecanismo de Burridge-Andrews". [11]

Efectos geológicos

Se cree que las altas tasas de deformación esperadas cerca de las fallas que se ven afectadas por la propagación de supercizallamiento generan lo que se describe como rocas pulverizadas. La pulverización implica el desarrollo de muchas microfisuras pequeñas a una escala menor que el tamaño de grano de la roca , al tiempo que se preserva la estructura anterior , bastante distinta de la brechificación y cataclasis normales que se encuentran en la mayoría de las zonas de falla. Se ha informado de que dichas rocas se encuentran hasta a 400 m de distancia de grandes fallas de desgarre, como la falla de San Andrés. El vínculo entre el supercizallamiento y la aparición de rocas pulverizadas está respaldado por experimentos de laboratorio que muestran que se necesitan tasas de deformación muy altas para causar una fracturación tan intensa. [12]

Ejemplos

Observado directamente

Inferido

Véase también

Referencias

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Lectura adicional

Enlaces externos