Adquisición de datos gravimétricos con Corrección Urbana en la Cuenca de México. Elaboración de carta de anomalía de Bouguer y su análisis cualitativo preliminar

Contenido principal del artículo

Carlos Pita de la Paz
Francisco Enrique Huante Arana
Marco Antonio Rubio Ramos
Juan Carlos Colchado Casas
Maricela Ortiz Ruiz

Resumen

La Zona Metropolitana de la Ciudad de México (ZMCM), con una población superior a los 25 millones de habitantes, se ubica en el sector suroccidental de la Cuenca de México (CM). Esta cuenca está bordeada (confinada) cardinalmentepor cuatro sierras volcánicas (3,400, 3,800, 3,900 y 3,000 m.s.n.m.; Las Cruces, Nevada, Chichinautzin y Guadalupe, respectivamente). Esta depresión tectónica (2,200 m.s.n.m.) forma parte del sector centro-oriental de la Franja Volcánica Trans-Mexicana, cuyos productos efusivos cubren el sector meridional del Altiplano Mexicano en la frontera oriental del Terreno Guerrero. El desarrollo urbano en la ZMCM está expuesto a una serie de riesgos geológicos, particularmente los derivados de la sismicidad y la interacción suelo-estructura. La configuración estructural profunda de la cuenca determina la distribución lateral y vertical de las unidades litológicas de relleno. Esta disposición gobierna directamente el comportamiento mecánico del subsuelo, condicionando la interacción suelo-estructura de las edificaciones construidas sobre las unidades superficiales. En particular, los mayores daños urbanos y la mayor exposición al riesgo sísmico se correlacionan espacialmente con los bordes de los depocentros y su cercanía a lineamientos estructurales superficiales. Para caracterizar la geología profunda en la mayor parte de la ZMCM, desde los materiales de relleno de la CM hasta el zócalo calcáreo o metamórfico en que sobreyacen a 2 o 3 km de profundidad, se realizó un estudio gravimétrico en la cuenca que incluyó 2,048 estaciones terrestres y tres estaciones de base fijas, con un espaciamiento de adquisición de datos entre 1 y 3 km. En zonas de mayor interés y densa infraestructura urbana, se aplicó un muestreo más detallado con separaciones de 100 a 200 m. Para mejorar la confiabilidad de la interpretación gravimétrica en la Ciudad de México, se implementó una corrección gravimétrica urbana, permitiendo una reducción en los efectos anómalos de la infraestructura sobre los datos adquiridos. Los resultados obtenidos permitieron delinear límites de anomalías gravimétricas y estructuras profundas total o parcialmente ocultas bajo las unidades volcánicas y vulcanosedimentarias superficiales. Estos resultados constituyen una base fundamental para la evaluación del riesgo geológico y la planificación de estrategias de mitigación en la región.

Detalles del artículo

Cómo citar
Pita de la Paz, C., Huante Arana, F. E., Rubio Ramos, M. A., Colchado Casas, J. C., & Ortiz Ruiz, M. (2025). Adquisición de datos gravimétricos con Corrección Urbana en la Cuenca de México. Elaboración de carta de anomalía de Bouguer y su análisis cualitativo preliminar. Geofísica Internacional, 64(4), 1815–1832. https://doi.org/10.22201/igeof.2954436xe.2025.64.4.1859
Sección
Artículo

Citas

Aguayo-Camargo, J. E. y Marín-Córdova, S. (1987). Origen y evolución de los rasgos morfotectónicos postcretácicos de México. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana. 48(2), 5-39. Doi: http://dx.doi.org/10.18268/BSGM1987v48n2a2

Alaníz-Álvarez, S. A. y Nieto-Samaniego, A. F. (2005). El sistema de fallas Taxco-San Miguel de Allende y la Faja Volcánica Transmexicana, dos fronteras tectónicas del centro de México activas durante el Cenozoico. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana. Volumen Conmemorativo del Centenario Grandes Fronteras Tectónicas de México. 57(1), 65-82. doi: http://dx.doi.org/10.18268/BSGM2005v57n1a4

Álvarez, R. (2017). Mapping Geologic Interfaces that may alter seismic wave propagation in the Mexico City basin. Geofísica Internacional, 56(1), 37-56. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2017.56.1.1733

Álvarez, R. y Camacho, M. (2024). The N-S Extension of The Mexico Basin is Confirmed by Gravity Analysis. Transactions on Engineering and Computing Sciences, 12(3). 149-174. doi: https://doi.org/10.14738/tecs.123.17139

Arce, J. L., Cruz-Fuentes, D., Ramírez-Luna, A., Herrera-Huerta, I. A. y Girón-García, P. (2017). Pómez Bosque de Tlalpan, producto de una erupción de gran magnitud en el margen suroeste de la cuenca de México. Revista Mexicana de Ciencias Geológicas. 34(3), 274-288. doi: https://doi.org/10.22201/cgeo.20072902e.2017.3.485

Arce, J. L., Layer, P. W., Macias, J. L., Morales Casique, E., García Palomo, A., Jiménez Domínguez, F. J., Benowitz, J. y Vásquez Serrano, A. (2019). Geology and stratigraphy of the Mexico Basin (Mexico City), central Trans-Mexican Volcanic Belt. Journal of Maps. 15(2), 320-332. doi: https://doi.org/10.1080/17445647.2019.1593251

Blakely, R. (1996). Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications. Cambridge University Press.

Bradbury, J. P. (1989). Late Quaternary Lacustrine paleoenvironments in the Cuenca de México. Quaternary Science Reviews, 8(1), 75-100. doi: https://doi.org/10.1016/0277-3791(89)90022-X

Cabral Cano, E., Morán Zenteno, D. J., Urrutia Fucugauchi, J. (1986). Paleomagnetismo y terrenos tectonoestratigráficos de México. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana. 47(2), 89-102. doi: http://dx.doi.org/10.18268/BSGM1986v47n2a3

Campa U., M. F. y Coney, P., (1983). Tectono-stratigraphic terranes and mineral resource distributions of Mexico: Canadian Journal of Earth Sciences. 20(6), 1040-1051. doi: https://doi.org/10.1139/e83-094

Campos-Enríquez, J. O., Alatriste, D. R., Huizar, R., Marines, R. & Alatorre, M. A. (2003). Subsurface structure of the Tecocomulco sub-basin (northeastern Mexico basin), and its relationship to regional tectonics. Geofísica Internacional. 42(1), 3-24. doi: 10.22201/igeof.00167169p.2003.42.1.356

Campos-Enríquez J. O., Delgado O., Chávez R., Gómez P., Flores E. L. & Birch F. S. (1997). The subsuface structure of the Chalco sub-basin (Mexico City) inferred from geophysical data. Geophysics, 62(1), 23-35. doi: https://doi.org/10.1190/1.1444123

Campos-Enríquez, J. O., Lermo, J. F., Antayhua, Y. T., Chavacán, M. & Ramón, V. M. (2015). The Aztlán Fault System: control on the emplacement of the Chichinautzin Range volcanism, southern Mexico Basin, Mexico. Seismic and gravity characterization. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana. 67(2), 315-335. doi: http://dx.doi.org/10.18268/BSGM2015v67n2a13

Campos-Enríquez, J. O., Vázquez, C., Keppie, J. D., Quintero, W. & Espinosa, J. M. (2024). Shallow crustal structure of Eastern trans-Mexican volcanic belt: Gravity and magnetic constraints. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 454, 108163. doi: https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2024.108163

Campos-Enríquez J. O., Rodríguez, M. y Delgado-Rodríguez, O. (2000). Contribution to the tectonics of the northern portion of the central sector of the trans-Mexican Volcanic Belt, in: Delgado-Granados, H, Aguirre-Díaz, G., Stock, J.M., (Eds.), Cenozoic Tectonics and Volcanism of Mexico (pp. 223-235) Boulder Colorado, Geological Society of America. doi: https://doi.org/10.1130/0-8137-2334-5.223

Campos-Enríquez, J. O. y Sánchez-Zamora, O. (2000). Crustal structure across southern Mexico inferred from gravity data. Journal of South American Earth Sciences, 13(6), 479-489. doi: https://doi.org/10.1016/S0895-9811(00)00045-6

Capello, M. A., Shaughnessy, A. y Caslin, E. (2021). The Geophysical Sustainability Atlas: Mapping geophysics to the UN Sustainable Development Goals. The Leading Edge, 40(1), 10-24. doi: https://doi.org/10.1190/tle40010010.1

Caratori, F., Graziano, F., Cocchi, L., Carmisciano, C. & Stefanelli, P. (2007). Determining the optimal Bouguer density for a gravity data set: implications for the isostatic setting of the Mediterranean Sea. Geophysical Journal International, 169(2), 380-388. doi: https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2007.03340.x

Carlos Valerio, V., López Miguel, C., Alcántara Ayala, I. (2012). Mass movement processes associated with volcanic structures in Mexico City. Investigaciones Geográficas, Boletín del Instituto de Geografia, 79, 48-74.

Centeno-García, E. y Silva-Romo, G. (1997). Petrogenesis and tectonic evolution of central Mexico during Triassic-Jurassic time: Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, 14(2), 244–260.

CFE (1988). Estudios Geofísicos del Valle de México. Departamento de estudios geofísicos. Superintendencia de estudios Zona Centro. Comisión Federal de Electricidad.

Chavacán Avila, M. R. (2007). Catálogo de sismicidad local para la Cuenca de México. [Tesis de Maestría]. Universidad Nacional Autónoma de México, Posgrado en Ciencias de la Tierra.

Chávez Pérez, S. (1993). Modelado sísmico de la cuenca de Ia ciudad de México. Geofísica lnternacional, 32(1), 111-130. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.1993.32.1.1358

De Cserna-Gombos, Z. (1989). An outline of the geology of Mexico. In a Bally, a. W., y Palmer, A. R., (Eds.), The Geology of North America -An Overview. (pp. 233-264) The Geology of North America. doi: https://doi.org/10.1130/DNAG-GNA-A.233

De Cserna-Gombos, Z., Fuente-Duch, M., Palacios-Nieto, M., Truay, L., Mitre-Salazar, M., Mota-Palomino, R. (1988). Estructura geológica, gravimetría, sismicidad y relaciones neotectónicas regionales de la cuenca de México: Boletín del Instituto de Geología, 104, 71.

Dewu, Y. (2014). The Influence of Building on Urban Gravity Surveys. Journal of Environmental and Engineering Geophysics. 19(3), 157-164. doi: https://doi.org/10.2113/JEEG19.3.157

Díaz-Rodríguez, J. A. (2006). Los Suelos Lacustres de la Ciudad de México. Revista Internacional de Desastres Naturales, Accidentes e Infraestructura Civil, 6(2) 111.

Dilalos, S. & Alexopoulos, J. D. (2020). The contribution of an urban gravity survey to the determinable perspective of Athens city (Greece) underground structure. Springer Nature Applied Sciences, 2, 1797. doi: https://doi.org/10.1007/s42452-020-03466-8

Dilalos, S., Alexopoulos, J. D. & Tsatsaris, A. (2018). Calculation of building Correction for urban gravity surveys. A case study of Athens metropolis (Greece). Journal of Applied Geophysics, 159, 540-552. doi: https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2018.09.036

Esteva Maraboto, L. (2017). Reducir el riesgo sísmico con acciones concertadas. Geotecnia, 7(245).

Ferrari, L., Pasquarè, G., Venegas-Salgado, S., & Romero-Rios, F. (2000). Geology of the western Mexican Volcanic Belt and adjacent Sierra Madre Occidental and Jalisco block. In a. Delgado-Granados, H., Aguirre-Díaz, G., and Stock, J. M. (Eds.), Cenozoic Tectonics and Volcanism of Mexico. Geological Society of America. doi: https://doi.org/10.1130/0-8137-2334-5.65

Figueroa, J. A. (1971). Sismicidad en la Cuenca del valle de México. Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Ingeniería.

Fukao, Y., Yamamoto, A., & Nozaki, K. (1981). A method of density determination for gravity correction. J. Phys. Earth, 29, 163-166.

García-Palomo, A., Juan Zamorano, J., López-Miguel, C., Galván-García, A., Carlos-Valerio, V., Ortega R., Macías, J. L. (2008). El arreglo morfoestructural de la Sierra de Las Cruces, México central. Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, 25(1), 158-178.

Gómez-Tuena, A., Orozco-Esquivel, Ma. T., Ferrari, L. (2005). Petrogénesis ígnea de la Faja Volcánica Transmexicana. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana. 58(3), 227-283.

Gonzáles Torres, A. E., Morán Zenteno, D. J., Mori, L., and Martiny, B. M. (2015). Revisión de los últimos eventos magmáticos del Cenozoico del sector norte-central de la Sierra Madre del Sur y su posible conexión con el subsuelo profundo de la Cuenca de México. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana. 67(2), 285-297. doi: http://dx.doi.org/10.18268/BSGM2015v67n2a11

González-Flores, E., Campos-Enríquez, J. O., Valenzuela-Wong, R., Torres-Verdín, C., Rivera-Recillas, D. E. and Camacho-Ramírez, E. (2020). Shallow structure of the Chalco and Xochimilco sub-basins (southern Mexico basin) based on wave propagation modelling and seismic data, Journal of South America earth Sciences, 103, 102722. doi: https://doi.org/10.1016/j.jsames.2020.102722

Hinze, W., Aiken, C., Brozena, J., Coakley, B., Dater, D., Flanagan, G., Forsberg, R., Hildenbrand, T., Keller, G., Kellogg, J., Kucks, R., Li, X., Mainville, A., Morin, R., Pilkington, M., Plouff, D., Ravat, D., Roman, D., Urrutia-Fucugauchi, J., Véronneau, M., Webring, M. and Winester, D. (2005). New standards for reducing gravity data: The North American gravity database. Geophysics, 70(4), J25-J32. doi: https://doi.org/10.1190/1.1988183

Huizar, R., Campos-Enríquez, J. O., Lermo, J. F., Delgado, O. & Huidobro, A. (1997). Geophysical and hydrogeological characterization of the sub-basin of Apan and Tochac (Mexico basin). Geofísica Internacional, 36(4), 217-233. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.1997.36.4.667

INEGI (2021). Censo de Población y Vivienda 2020. Comunicado de Prensa Núm. 98/21.

Keppie J. D. (2004). Terranes of Mexico Revisited: A 1.3 Billion year Odyssey. International Geology Review, 46(9), 765–794. doi: https://doi.org/10.2747/0020-6814.46.9.765

Lermo Samaniego, J. F., Sanchez-Sesma, F. J., Ramos Pérez, E., Álvarez Monroy, I., Jiménez Méndez, N., Torres Cuenca, R., Machado González, O. R. (2013). Actualización de la Zonificación Sísmica de la Ciudad de México y áreas aledañas-parte norte (Informe Técnico ISCDF/CEC-04/2020-13). Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ingeniería. (https://transparencia.cdmx.gob.mx/storage/app/uploads/public/603/44b/1c6/60344b1c69beb045505965.pdf)

Marsal, R. J. & Mazari, M. (1969). The subsoil of Mexico City, (2a. ed.) Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Ingeniería.

Molina, R., & Urrutia, J. (1993). Deep Crustal Structure of Central Mexico derived from interpretation of Bouguer Gravity Anomaly Data. Journal of Geodynamics, 17(4). doi: https://doi.org/10.1016/0264-3707(93)90007-S

Mooser, F. (1975). Historia geológica de la cuenca de México. En: A. Roberto Ríos Elizondo (Ed.) Memoria de las Obras del Sistema de Drenaje Profundo del Distrito Federal, T. 1 (pp. 7-38). Talleres Gráficos de la Nación.

Moran-Zenteno, D. J. (1986). Breve revisión sobre la evolución tectónica de México. Geofísica Internacional. 25(1). doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.1986.25.1.799

Moran-Zenteno, D. J., Alba-Aldave, L. A., Solé, J. and Iriondo, A. (2004). A major resurgent caldera in southern Mexico: the source of the late Eocene Tilzapotla ignimbrite. Journal of Volcanology and Geothermal Research 136(1-2), 97-119. doi: https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2004.04.002

Novelo-Casanova, D. A., Suárez, G., Cabral-Cano, E., Fernández-Torres, E. A., Fuentes-Mariles, O. A., Havazli, E., Jaimes, M. Á., López-Espinoza, E. D., Martin-Del Pozzo, A. L., Morales-Barrera, W. V., Morales-Rodríguez, H. L., Nieto-Torres, A., Rodríguez-Elizarrarás, S. R., Solano-Rojas, D., Velasco-Herrera, V. M. (2021). The risk atlas of Mexico City, Mexico: a tool for decision-making and disaster prevention. Natural Hazards, 111, 411–437. https://doi.org/10.1007/s11069-021-05059-z

ONU-HABITAT. (2021). United Nations Human Habitat Reporte Anual 2021. United Nations Human. https://onu-habitat.org/index.php/onu-habitat-reporte-anual-2021

Pérez-Cruz, G., 1988. Estudio Sismológico de Reflexión del Subsuelo de la Ciudad de México. [Tesis de Maestría]. Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Ingeniería.

Santoyo, M. A. (1996). Estudios del subsuelo en el Valle de México. In. Estudios del subsuelo en el valle de México. Cuadernos de Investigación 34. Centro Nacional de prevención de Desastres.

Sedlock, R. L., Ortega-Gutierrez, F., Speed, R. C. (1993). Tectonostratigraphic terranes and tectonic evolution of Mexico. Geological Society of America. Special Paper 278. doi: https://doi.org/10.1130/SPE278

Segerstrom, K. (1962). Geology of South-central Hidalgo and Northeastern Mexico. Geological Survey Bulletin 1104-C. doi: https://doi.org/10.3133/b1104C

Solano, R. D. E., Wdowinski, S. M., Cabral-Cano, E., Osmanoglu, B. (2017) NH32A-08: Differential subsidence in Mexico City and implications to its Collective Transport System (Metro). AGU Fall Meeting.

Trogu, A., Ranieri, G., Piga, C. & Piroddi, L. (2012). Gravity survey: a tool for urban planning. 811-820.

UNISDR (2009). Terminología sobre Reducción del Riesgo de Desastres. Naciones Unidas. https://www.undrr.org/

Urrutia-Fucugauchi, J., Moran Zenteno, D. J., Cabral Cano, E. (1987). Paleomagnetism and tectonics of Mexico. Geofísica Internacional, 26(3), 429-458. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.1987.26.3.1314

Vázquez-Sánchez, E. y Jaimes-Palomera, R. (1989). Geología de la Cuenca de México. Geofísica Internacional. 28(2), 133–190. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.1989.28.2.1026

Vergara-Huerta, F. y Aguirre, J. (2020). One-dimensional seismic velocity model of the sub-basin of Chalco, Mexico. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 300, 1–8. doi: https://doi.org/10.1016/j.pepi.2020.106426