Significado tectónico de los sistemas de fallas Jaris y Candelaria en el Antearco de Costa Rica

Contenido principal del artículo

Xinia Carolina Fallas Salazar
Lepolt Linkimer
Ivonne G. Arroyo

Resumen

En esta investigación se estudian las fallas Jaris y Candelaria, en el antearco de Costa Rica, a partir de la fotointerpretación, el trabajo de campo y la relocalización de sismos registrados por la Red Sismológica Nacional de Costa Rica. Presentamos evidencias que confirman que ambos sistemas son de tipo dextral y de rumbo noroeste-sureste. Además, determinamos una longitud total de 35 y 65 km, para los sistemas Jaris y Candelaria, respectivamente, lo que implica un potencial sísmico de magnitud momento (Mw) 6.9 y 7.2. Postulamos que el Terremoto de Damas del 2004 (Mw 6.4) está asociado con el sistema Candelaria y, además, que estas fallas, junto con otras fallas dextrales del centro del país facilitan el escape tectónico del Bloque Antearco Centroamericano desde una zona mucho más al sureste de lo propuesto anteriormente. Debido a su cercanía con la Gran Área Metropolitana de San José (15-35 km), las fallas estudiadas son peligrosas para la zona más poblada de Costa Rica.

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Fallas Salazar, X. C., Linkimer, L. ., & Arroyo , I. G. (2024). Significado tectónico de los sistemas de fallas Jaris y Candelaria en el Antearco de Costa Rica. Geofísica Internacional, 63(1), 651–676. https://doi.org/10.22201/igeof.2954436xe.2024.63.1.1720
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Artículo

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Álvarez-Gómez, J. A., Staller Vázquez, A., Martínez-Díaz, J. J., Canora, C., Alonso-Henar, J., Insua-Arévalo, J. M., and Béjar-Pizarro, M. (2019). Push-pull driving of the Central America Forearc in the context of the Cocos-Caribbean-North America triple junction. Scientific Reports, 9, 11164. doi: https://doi.org/10.1038/S41598-019-47617-3

Arias, O., y Denyer, P. (1990a). Mapa geológico de la hoja Caraigres. [Mapa]. 1:50 000. Escuela Centroamericana de Geología, San José.

Arias, O. y Denyer, P. (1990b). Mapa geológico de la hoja Río Grande. [Mapa]. 1:50 000, Escuela Centroamericana de Geología, San José.

Arias, O. y Denyer, P. (1991a). Estructura geológica de la región comprendida en las hojas topográficas Abra, Caraigres, Candelaria y Río Grande, Costa Rica. Revista Geológica de América Central, 12, 61-74. doi: https://doi.org/10.15517/rgac.v0i12.13040

Arias, O., y Denyer, P. (1991b). Aspectos neotectónicos y geológicos de Puriscal y alrededores, Costa Rica. Revista Geológica de América Central, 12, 83-95. doi: https://doi.org/10.15517/rgac.v0i12.13046

Arroyo, I. G. (2001). Sismicidad y Neotectónica en la región de influencia del Proyecto Boruca: hacia una mejor definición sismogénica del sureste de Costa Rica. [Tesis de Licenciatura]. Universidad de Costa Rica, Costa Rica.

Arroyo, I., Husen, S., and Flueh, E. R. (2014). The seismogenic zone in the Central Costa Rican Pacific margin: high-quality hypocentres from an amphibious network. International Journal of Earth Sciences, 103(7), 1747-1764. doi: https://doi.org/10.1007/s00531-013-0955-8

Barquero, R., y Boschini, I. (1991). La crisis sísmica del golfo de Nicoya y eventos sísmicos relacionados, Costa Rica, 1990. (Informe Interno). Red Sismológica Nacional, 163 págs.

Barquero, R., y Rojas. W. (2004). Terremoto de Damas (Quepos) del 20 de noviembre del 2004. (Informe sismológico). Instituto Costarricense de Electricidad y Red Sismológica Nacional, Universidad de Costa Rica.

Barquero, R., Rojas, W., y Climent, A. (1989). El temblor del 26 de febrero de 1989: Informe sismológico y análisis preliminar de acelerogramas de la presa San Miguel. (Informe Interno). Instituto Costarricense de Electricidad.

Barquero, R., Rojas, W., Climent, A y Montero, W. (1991). El temblor el 9 de agosto de 1991, Costa Rica. Informe Sismológico, Oficina de Sismología y Vulcanología. (Informe Interno). Instituto Costarricense de Electricidad, San José 7 págs.

Camacho, J. (2015). Caracterización geofísica y neotectónica de la falla Cote-Arenal, Costa Rica. [Tesis de Licenciatura]. Universidad de Costa Rica, San José.

Campos-Durán, D., Quintero-Quintero, R., y Segura-Torres, J. (2021). Sismo de San Gabriel, 27 de julio de 2018 (Ml 4,6): análisis de los parámetros de la fuente sísmica y del contexto sísmico de la región suroeste del Valle Central, Costa Rica. Boletín de Geología, 43(3), 165-178. doi: https://doi.org/10.18273/revbol.v43n3-2021008

Castillo, R. (1969). Geología de los mapas básicos Abra y partes de Río Grande, Costa Rica. [Mapa]. 1: 50 000. Dirección de Geología, Minas y Petróleo, Escuela Centroamericana de Geología. San José, Costa Rica

Corti, G., Carminati, E., Mazzarini, F., and García, M. (2005). Active strike-slip faulting in El Salvador, Central America. Geology. 33(12): 989-992. doi: https://doi.org/10.1130/G21992.1

Cowan, H., Montero, W., Salazar, G., Tapia, A., Alvarado, G., and Arias, R. (1997). Active faulting at the Cocos-Nazca-Caribbean Triple Junction, Southern Costa Rica, and Western Panama. Geological Society of America Abstracts with Programs, 29(6), A-442.

Cowan, H., Machette, M. N., Haller, K. M., and Dart, R. L. (1998). Map and database of Quaternary faults and folds in Panama and its offshore regions. [Mapa]. 1:750,000. U.S. Geological Survey. https://pubs.usgs.gov/of/1998/ofr-98-0779/ofr98-779.pdf

DeMets, C. (2001). A new estimate for present-day Cocos-Caribbean plate motion: Implications or slip along the Central American volcanic arc. Geophysical Research Letters. 28(21), 4043–4046, doi: https://doi.org/10.1029/2001GL013518

DeMets, C., Gordon, R. G., Argus, D. F., and Stein, S. (1994). Effect of recent revisions to the geomagnetic reversal time scale on estimates of current plate motions. Journal Geophysical Research Letters, 1, 2191-2194. doi: https://doi.org/10.1029/94gl02118

Denyer, P., y Arias, O. (1990). Geología de la hoja Abra. [Mapa]. 1: 50 000, Instituto Geográfico Nacional, San José.

Denyer, P., y Arias, O. (1991a). Estructura geológica de la región comprendida en las hojas topográficas Abra, Caraigres, Candelaria y Río Grande, Costa Rica. Revista Geológica de América Central, 12, 61-74. doi: https://doi.org/10.15517/rgac.v0i12.13040

Denyer, P., y Arias, O. (1991b). Estratigrafía de la región central de Costa Rica. Revista Geológica de América Central, 12, 1-59. doi: https://doi.org/10.15517/rgac.v0i12.13039

Denyer, P., Aguilar, T., y Alvarado, G. (2003). Geología y estratigrafía de la Hoja Barranca, Costa Rica. San José, Costa Rica. Revista Geológica de América Central, 29, 105-125. doi: https://doi.org/10.15517/rgac.v0i29.7779

Dóndoli, C. y Chaves, R., (1968). Mapa adjunto al estudio geológico del Valle Central [Mapa]. 1: 150 000, IGN, San José.

Fallas, C. (2022). Sismotectónica de los sistemas de fallas Jaris y Candelaria, Costa Rica. [Tesis de Licenciatura]. Universidad de Costa Rica, San José, Escuela Centroamericana de Geología.

Feng, L., Newman, A. V., Protti, M., González, V., Jiang, Y., and Dixon, T. H. (2012). Active deformation near the Nicoya Peninsula, northwestern Costa Rica, between 1996 and 2010: Interseismic megathrust coupling. Journal of Geophysical Research, 117, B06407. doi: https://doi.org/10.1029/2012JB009230

Fernández, M. y Pacheco, J. (1998). Sismotectónica de la región central de Costa Rica. Revista Geológica de América Central, 21, 5-23. doi: https://doi.org/10.15517/rgac.v0i21.8599

Gardner, T. W., Marshall, J., Merrits, D., Bee, B., Burgette, R., Burton, D., Cooke, J., Kehrwals, N., Protti, M., Fisher, D. M., and Sak, P. (2001). Holocene forearc block rotation in response to seamount subduction, southeastern Peninsula de Nicoya, Costa Rica. Geology, 29(2), 151-154. doi: https://doi.org/10.1130/0091-7613(2001)029<0151:HFBRIR>2.0.CO;2

Gräfe, K., Frisch, W., Villa, I. M., and Meschede, M. (2002). Geodynamic evolution of Southern Costa Rica related to low-angle subduction of the Cocos Ridge: constraints from thermochronology. Tectonophysics, 348(4), 187-204. doi: https://doi.org/10.1016/S0040-1951(02)00113-0

LaFemina, P., Dixon, T. H., Govers, R., Norabuena, E., Turner, H., Saballos, A., Mattioli, G., Protti, M., and Strauch, W. (2009). Fore-arc motion and Cocos Ridge collision in Central America. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 10(5), 1-21. doi: https://doi.org/10.1029/2008GC002181

Linkimer, L. (2003). Neotectónica del extremo oriental del cinturón deformado del centro de Costa Rica. [Tesis de Licenciatura]. Universidad de Costa Rica, San Pedro, Costa Rica, Escuela Centroamericana de Geología.

Linkimer, L., Fallas, C., y Arroyo, I. G. (2023). Sismicidad localizada por la Red Sismológica Nacional durante el 2022. Revista Geológica de América Central, 68, 1-18. doi: https://doi.org/10.15517/rgac.2023.54122

Linkimer, L., Arroyo, I. G., Alvarado, G. E., Arroyo, M., and Bakkar, H. (2018). The National Seismological Network of Costa Rica (RSN): An Overview and Recent Developments. Seismological Research Letters, 89(2A), 392-398. doi: https://doi.org/10.1785/0220170166

Lücke, O., and Arroyo, I. G. (2015). Density structure and geometry of the Costa Rican subduction zone from 3-D gravity modeling and local earthquake data. Solid Earth Discussions, 7, 1941-1977. doi: https://doi.org/10.5194/sed-7-1941-2015

MacMillan, I., Gans, P. B., and Alvarado, G. (2004). Middle Miocene to present plate tectonic history of the southern Central American Volcanic Arc. Tectonophysics, 392(1-4), 325-348. doi: https://doi.org/10.1016/j.tecto.2004.04.014

Marshall, J. (2000). Active tectonics and Quaternary landscape evolution across the western Panama block, Costa Rica, Central America. [Tesis de doctorado]. Pennsylvania State University.

Marshall, J. S., Fisher, D. M., and Gardner, T.W. (2000). Central Costa Rica deformed belt: Kinematics of diffuse faulting across the western Panama block. Tectonics, 19(3), 468-492. doi: https://doi.org/10.1029/1999TC001136

Molnar, P., and Tapponnier, P. (1975). Cenozoic tectonics of Asia: Effects of a continental collision. Science, 189(4201), 419-426. doi: 10.1126/science.189.4201.419

Montero, W. (1994). Neotectonics and related stress distribution in a subduction collisional zone: Costa Rica. Profil, 7, 125-141.

Montero, W. (1999). El terremoto del 4 de marzo de 1924 (Ms 7,0): ¿Un gran terremoto interplaca relacionado al límite incipiente entre la placa Caribe y la microplaca de Panamá? Revista Geológica América Central, 22, 25-62. doi: https://doi.org/10.15517/rgac.v0i22.8586

Montero, W. (2001). Neotectónica de la región central de Costa Rica: frontera oeste de la microplaca de Panamá. Revista Geológica América Central, 24, 29-56. doi: https://doi.org/10.15517/rgac.v0i24.8551

Montero, W., y Morales, L. D. (1990). Deformación y esfuerzos neotectónicos en Costa Rica. Revista Geológica América Central, 11, 69-87. doi: https://doi.org/10.15517/rgac.v0i11.13031

Montero, W., y Rojas, W. (2014). Las fallas Purires y Picagres, y su relación con la secuencia sísmica del Puriscal de 1990. Revista Geológica de América Central, 50, 39-69. doi: https://doi.org/10.15517/rgac.v0i50.15107

Montero, W., Linkimer, L. y Rojas, W. (2016). El sistema de falla Navarro: desplazamientos izquierdos a lo largo del cinturón deformado del centro de Costa Rica. Revista Geológica de América Central, 55, 71-100. doi: https://doi.org/10.15517/rgac.v55i0.27062

Montero, W., Lewis, J. C., and Araya, M. C. (2017). The Guanacaste Volcanic Arc Sliver of Northwestern Costa Rica. Scientific Reports, 7, 1797. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-017-01593-8

Montero, W., Denyer, P., Barquero, R., Alvarado, G. E., Cowan, H., Machette, M., Haller, K., and Dart, R. (1998). Map and database of Quaternary faults and folds in Costa Rica and its offshore regions. Reporte preliminar de USGS.

Morell, K. D. (2015). Late Miocene to recent plate tectonic history of the southern Central America convergent margin. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 16, 3362-3382, doi: https://doi.org/10.1002/2015GC005971

Morell, K. D. (2016). Seamount, ridge, and transform subduction in southern Central America. Tectonics, 35, 357–385. doi: https://doi.org/10.1002/2015TC003950

Morell, K. D., Fisher, D. M., and Gardner, T. W. (2008). Inner forearc response to subduction of the Panama Fracture Zone, southern Central America. Earth and Planetary Science Letters, 265, 82-95. doi: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2007.09.039

Norabuena, E., Dixon, T. H., Schwartz, S., DeShon, H., Newman, A., Protti, M., Gonzalez, V., Dorman, L., Flueh, E. R., Lundgren, P., Pollitz, F., and Sampson, D. (2004). Geodetic and seismic constraints on some seismogenic zone processes in Costa Rica. Journal of Geophysical Research, 109(B11403). doi: https://doi.org/10.1029/2003JB002931

Obando, L. (2011). Estratigrafía y tectónica de la parte noroeste de la hoja Dota (1:50 000), Costa Rica. Revista Geológica de América Central, 44, 71-82. doi: https://doi.org/10.15517/rgac.v0i44.3446

Ottemöller, L., Voss, P., and Havskov, J. (2011). SEISAN: the Earthquake Analysis Software for Windows, Solaris, LINUX, and MACOSX, version 9.0.1. University of Bergen, Norway.

Pacheco, J., Quintero, R., Vega, F., Segura, J., Jiménez, W., and González, V. (2006). The Mw 6.4 Damas, Costa Rica, Earthquake of 20 November 2004: Aftershock and Slip Distribution. Bulletin of the Seismological Society of America, 96(4), 1-12. doi: https://doi.org/10.1785/0120050261

Perry, M., Muller, C., Protti, M., Feng, L., and Hill, E. M. (2023). Shallow slow slip events identified offshore the Osa Peninsula in southern Costa Rica from GNSS time series. Geophysical Research Letters, 50(20). doi: https://doi.org/10.1029/2023GL104771

Quintero Q. R., Vega S., F., Segura T., J., y Jiménez U., W. (2019). Estudio espacial del sismo (Mw=6.4) del 20 de noviembre del 2004 en Costa Rica. Revista Geofísica, 61, 19-32.

Rodríguez, J. (2017). Potencial Sísmico de las fallas del Cinturón Deformado del Centro de Costa Rica. [Tesis de Licenciatura]. Universidad de Costa Rica. San Pedro, Costa Rica.

Sak, P. B., Fisher, D. M., Gardner, T. W., Marshall, J. S., and La Femina, P. C. (2009). Rough crust subduction, forearc kinematics, and Quaternary uplift rates, Costa Rican segment of the Middle America Trench. Geological Society of America Bulletin, 121(7-8), 992-1012. doi: https://doi.org/10.1130/B26237.1

Shi, X., Sieh, K., Weldon, R., Zhu, C., Han, Y., Yang, J., and Robinson, S. W. (2018). Slip rate and rare large prehistoric earthquakes of the Red River fault, southwestern China. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 19(7), 2014–2031. doi: https://doi.org/10.1029/2017GC007420

Snoke, J., Munsey, J., Teague, A., and Bollinger, G. (1984). A program for focal mechanism determination by combined use of polarity and S v-P amplitude ratio data. Earthquake Notes, 55, 15-20.

Styron, R., García-Pelaez, J., and Pagani, M. (2020). CCAF-DB: the Caribbean and Central American active fault database. Natural Hazards and Earth System Sciences, 20, 831-857. doi: https://doi.org/10.5194/nhess-20-831-2020

Tapponnier, P., and Molnar, P. (1977). Active faulting and tectonics in China. Journal of Geophysical Research, 82, 2905-2930. doi: https://doi.org/10.1029/JB082i020p02905

Tapponnier, P., Peltzer, G. L., Le Dain, A. Y., Armijo, R., and Cobbold, P. (1982). Propagating extrusion tectonics in Asia. New insights from simple experiments with plasticine. Geology, 10(12), 611-616. doi: https://doi.org/10.1130/0091-7613(1982)10<611:PETIAN>2.0.CO;2

Tsutsumi, H., and Sato, T. (2009). Tectonic Geomorphology of the Southernmost Sagaing Fault and Surface Rupture Associated with the May 1930 Pegu (Bago) Earthquake, Myanmar. Bulletin of the Seismological Society of America. 99(4), 2155-2168. doi: https://doi.org/10.1785/0120080113

United States Geological Survey. (s.f.). Earthquake Catalog. https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search

Vannucchi, P., Sak, P.B., Morgan, J.P., Ohkushi, K., and Ujiie, K. (2013). Rapid pulses of uplift, subsidence, and subduction erosion offshore Central America: Implications for building the rock record of convergent margins. Geology, 41(9), 995-998, doi: https://doi.org/10.1130/G34355.1

von Huene, R., Ranero, C. R., Weinrebe, W., and Hinz, K. (2000). Quaternary convergent margin tectonics of Costa Rica, segmentation of the Cocos Plate, and Central American volcanism. Tectonics, 19(2), 314-334. doi: https://doi.org/10.1029/1999TC001143

Waldhauser, F., and Ellsworth, W. (2000). A double-difference earthquake location algorithm: Method and application to the Northern Hayward fault, California. Bulletin of the Seismological Society of America, 90(6), 1353-1368. doi: https://doi.org/10.1785/0120000006

Walther, C. H. E. (2003). The crustal structure of the Cocos ridge off Costa Rica. Journal of Geophysical Research, 108(B3), 2136. doi: https://doi.org/10.1029/2001JB000888

Wells, D., and Coppersmith, K. (1994). New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and Surface displacement. Bulletin of the Seismological Society of America, 84(4), 974-1002. doi: https://doi.org/10.1785/BSSA0840040974