A probabilistic seismic hazard assessment of the Trans-Mexican Volcanic Belt, Mexico based on historical and instrumentally recorded seismicity

Resumen

La Faja Volcánica Transmexicana (FVTM) es una cadena volcánica activa que se deforma por una red de fallas extensionales intra-arco. Aunque varios sismos corticales con magnitud>7 se han originado en la FVTM desde el siglo XVI, la sismicidad de fondo de esta estructura geológica es muy baja y la región es considerada, tradicionalmente, como de peligro sísmico bajo. En este estudio, presentamos un modelo probabilístico actualizado de la FVTM. El catálogo de sismicidad empleado incluye cuarenta y tres sismos registrados histórica e instrumentalmente desde 1858 hasta 2014; 5 de los cuales, son eventos de magnitud considerable ocurridos en la FVTM a lo largo del siglo XIX. Debido a la falta de una muestra estadísticamente representativa, proponemos, de manera cualititativa, que dicho catálogo es completo para magnitudes M≥4 desde 1964 y, para magnitudes M≥6; desde 1858. De igual modo, introducimos tres diferentes relaciones de magnitud-frecuencia entre eventos. La primera, es una relación convencional Gutenberg-Richter que ajusta la distribución de sismos registrados de manera instrumental. Las dos restantes, son aproximaciones semiparamétricas que integran datos históricos e instrumentados para determinar tasas de sismicidad en la región. Nuestro modelo preferido (modelo de sismicidad B) ajusta la distribución de datos históricos e instrumentados de manera independiente y fusiona ambos ajustes en una sola curva. Por otro lado, presentamos un mapa de peligro uniforme (USH) de la FVTM para un periodo de retorno de 500 años que se obtiene considerando tres fuentes sísmicas principales: 1) Sismos de subducción con fallamiento inverso originados en la Trinchera Mesoamericana (MAT); sismos de profundidad intermedia generados dentro de la subyacente Placa de Cocos y 3) sismos de naturaleza cortical localizados en la FVTM. De acuerdo con el modelo de sismicidad B, el periodo promedio de recurrencia de sismos M≥7 en la FVTM es, aproximadamente, 150 años. En contraste, el periodo de recurrencia calculado usando exclusivamente datos instrumentados es de 12,000 años. Los resultados de este modelo de sismicidad, que considera datos históricos e instrumentales, parecen coincidir con los periodos de retorno de sismos prehistóricos estimados para pequeños segmentos del sistema de fa-llas de la FVTM reportados en diversos estudios paleosismológicos. Al comparar los resultados de nuestro modelo de sismicidad predilecto, los valores de PGA obtenidos a partir de datos de sismicidad instrumentada son entre 18 y 56% menores que aquéllos predichos por el modelo de sismicidad que también considera el catálogo de sismicidad histórica.