Deformación activa en el Pirineo Central: La falla Norte de la Maladeta y otras fallas activas

Abstract

El trabajo que aquí se presenta parte de la hipótesis de que los terremotos destructivos ocurridos en el Macizo de la Maladeta y su entorno o, al menos, el de 1373 (M=6,2, Olivera et al., 2006), se produjeron por la actividad de fallas que tienen expresión en superficie. La tesis tiene como finalidad la identificación y caracterización de fallas sismogénicas en esta zona mediante el estudio geológico y la comprensión del contexto geodinámico en el que estas estructuras son activas. Con ello, se pretende contribuir al conocimiento de la peligrosidad sísmica en la región a fin de que ésta pueda ser tenida en cuenta en la evaluación del riesgo sísmico. Para alcanzar tales objetivos, se han de abordar una serie de tareas que incluyen:

1. El análisis de la sismicidad histórica e instrumental.

2. La identificación y la caracterización de los elementos del paisaje (formas y depósitos)

a. generados por la actividad reciente de fallas b. desplazados por el movimiento reciente de fallas (marcadores geomorfológicos).

3. La identificación de los fenómenos de deformación activa que pueden actuar en la zona y la evaluación de su significado sismotectónico. Esta labor se hará mediante la cartografía y análisis de las formas que puedan haber sido generadas por deformación activa y la definición de criterios para determinar cuales son de origen neotectónico.

4. La determinación de las características geométricas (buzamiento, longitud y anchura), cinemáticas (tasas de deslizamiento y dirección de desplazamiento) y cronológicas de fallas activas y sus parámetros sísmicos (terremoto característico o máximo asociado, periodo de recurrencia).

5. La discusión del tipo de actividad, teniendo en cuenta la evolución morfotectónica de la zona y el estado de esfuerzos local y regional.

MÉTODO Y ESTRUCTURA DE LA TESIS

Las tareas planteadas en la sección anterior como objetivos específicos corresponden a etapas del método de trabajo que se ha seguido. En el capítulo 2 se hace una revisión de los trabajos de neotectónica realizados en los Pirineos y se abordan las dificultades que acompañan la búsqueda de estructuras sismogénicas en este contexto y, por extensión, en zonas de deformación lenta y alta montaña. En este capítulo se expone la necesidad de emplear un método de trabajo específico para los estudios neotectónicos realizados en este contexto. El resto del trabajo se articula en capítulos que siguen el guión de trabajo que muestra la Fig. 1. 5 aplicado a la zona de estudio. La identificación de dos indicadores de tectónica activa muy diferentes en el bloque II hace que estos pasos se sigan en paralelo en los bloques III y IV. Así, él capítulo 5 se centra en el estudio de la falla Norte de la Maladeta (FNM), estructura activa con una larga historia de desplazamiento, mientras que los capítulos 6, 7 y 8 tratan de resolver el problema de determinar el origen de un gran número de escarpes identificados en las laderas de la Maladeta. Esta última tarea ha requerido la revisión de conceptos teóricos mediante la investigación bibliográfica. El trabajo ha llevado a la propuesta de definiciones terminológicas, una clasificación de la deformación gravitacional lenta de laderas y la selección de criterios para poder determinar la naturaleza de los escarpes cartografiados.

Al final del trabajo, el bloque V recoge las conclusiones de la investigación, la implicación de sus resultados y las recomendaciones acerca de un trabajo futuro en la zona de estudio o en zonas análogas.

The epicenters of the two destructive historical earthquakes in the Central Pyrenees, the Ribagorça (3.3.1373; Olivera et al., 2006) and the Vielha (19.11.1923; Susagna et al., 1994) earthquakes, were located in the Maladeta massif and surroundings.

This PhD thesis aims at locating and to characterizing the possible seismogenic sources in the area, which correspond to a peak in the microseismicity of the Pyrenean region according to Souriau et al. (2001). This work aims at broadening the knowledge of the seismic hazard in the region, so that it can be considered in seismic risk assessment. To date, the existence of seismogenic structures in the area has been discussed in only two works (Bordonau y Vilaplana, 1986; Moya y Vilaplana, 1995), but no detailed study has been performed (chapter 1).

Reviewing the background papers on seismotectonis and neotectonicsin in the Pyrenees (chapter 2) has helped to better constrain the setting of the study area. Since the end of the Paleogene, the Pyreneean range can be considered as a low deformation zone, with deformation rates across individual structures of << 1 mm/a, an usually, < 0,2 mm/a. The post-orogenic activity has hardly been reflected in the geological records, which are very scarce for the Central and Western Pyrenees. The most recent instrumental data about focal mechanisms in Iberia (Vicente et al., 2008) suggests that the Pyrenees are dominated by extensional stresses.

For this reason, the study of neotectonics in the Pyrenees is confronted with problems derived from the geological record of low active faults. There are also other obstacles associated to high mountain environments that have to be dealt with, such as the high erosion rates, the small temporal observation window, often limited to postglacial times, and the morphologic convergence of several processes that generate rectilinear lineaments similar to the neotectonics scarps. Within these processes, we can distinguish the erosive processes and the active deformation (Eg., mass movements, postglacial crustal rebound, etc.). Active deformation is defined as any deformational process that offsets the surface of the Earth. Deformation usually takes place along preexisting discontinuities. These might correspond to active faults reflecting different processes that act simultaneously. Since the main goal of the thesis is to locate and characterize neotectonic and seismogenic faults, an important part of the work (chapters 6 and 7) focuses on understanding these processes, especially on slow gravitational slope deformation and postglacial elastic flexure of the curst. Several criteria to differentiate the role of these processes in the activity of faults in high mountain areas have been established as well. Reviewing the literature has lead to propose a definition for the term “slow gravitational slope deformation” and a classification for it, based on a modification of the classification of Hutchinson (1988).