Ground Motion at the World Heritage Archaeological Site of Monte Albán, Oaxaca, Mexico during Recent Damaging Earthquakes

Resumen

El sitio arqueológico de Monte Albán, Oaxaca, testimonio de la grandeza de la civilización zapoteca, sufrió daños significativos durante los sismos del 30 de septiembre de 1999 (Mw 7.5, R = 130 km), cerca de Puerto Escondido, y del 8 de septiembre de 2017 (Mw 8.2, R = 383 km), frente a las costas de Chiapas. Dado que los grandes sismos de subducción a lo largo de la costa del Pacífico de Oaxaca y los eventos intraslab en la placa de Cocos subducida bajo el continente son relativamente frecuentes, se deduce que la zona arqueológica ha sido sometida a movimientos fuertes del suelo en numerosas ocasiones. Para reforzar adecuadamente el monumento ante futuros eventos, es deseable conocer el movimiento del suelo en Monte Albán durante grandes sismos pasados, especialmente los de 1999 y 2017. Desafortunadamente no existen registros in situ de estos eventos. Sin embargo, existe una estación acelerográfica, OXLC, a 7 km del sitio, que ha registrado seis sismos de magnitud importante desde 1999. Si se conoce la amplificación espectral del movimiento del suelo en Monte Albán con respecto a OXLC, entonces los registros en OXLC pueden utilizarse para estimar el movimiento del suelo en Monte Albán mediante la aplicación de la teoría de vibraciones aleatorias. Una red de movimientos fuertes de 12 canales operó de forma intermitente entre 2004 y 2019 en Monte Albán. Los sensores fueron instalados en la base, a media altura y en la cima de la Plataforma Norte. Muchos sismos moderados fueron registrados simultáneamente por la red y la estación OXLC. Los cocientes espectrales de los movimientos en diferentes niveles de la Plataforma Norte con respecto a los registros de OXLC proporcionan las amplificaciones deseadas en el rango lineal. Usamos estos cocientes espectrales para estimar los movimientos del suelo en Monte Albán durante los seis sismos mencionados anteriormente. Las aceleraciones horizontales máximas estimadas del suelo, (PGA)H, en la base de la plataforma durante los eventos de 1999 y 2017 son de 137 y 129 cm/s2, respectivamente. La (PGA)H estimada durante el sismo de Huatulco del 23 de junio de 2020 (Mw, R = 154 km) es aproximadamente la misma que durante el evento de 1999; de hecho, los valores de velocidad máxima (PGV) y desplazamiento máximo (PGD) son mayores. Sin embargo, no hay reportes de daños durante 2020. Una posible explicación es que los esfuerzos de recuperación y conservación posteriores al sismo de 2017 fortalecieron adecuadamente las estructuras vulnerables, evitando daños durante 2020. Los daños en Monte Albán parecen ocurrir si la (PGA)H excede aproximadamente los 120 cm/s2 en la base; tal movimiento tiene un periodo de retorno estimado de unos 20 años. Una estimación aproximada de la (PGA)H en la base durante el sismo del 15 de enero de 1931 (M 7.8), que devastó la ciudad y el estado de Oaxaca, es de 480 cm/s2; se espera que este tipo de movimiento se exceda una vez cada 100 años. Los reportes de daños a Monte Albán en 1931 son escasos porque gran parte del monumento no era más que escombros. La extrapolación del limitado periodo de observación, que por lo tanto debe tomarse con cautela, sugiere que una aceleración de 1 g en la base podría excederse una vez cada 1000 años. Esto podría haber ocurrido durante el gran sismo interplaca de Oaxaca en 1787.