Antes del 2004 el acuerdo convencional entre los sismologos era que los grandes sismos o terremotos (magnitud > 9) podían producirse solamente en donde las placas tectónicas son jóvenes y en donde el material flotante de la placa oceánica subduce bajo la margen continental con tasas de velocidad relativamente altas. El terremoto de Sumatra del 2004 cambió esta percepción. Este terremoto demostró que la relación empírica entre la magnitud del sismo, la edad de la placa y la velocidad de convergencia de la placa, desarrollada por Ruff y Kanamori en 1980, debía ser revaluada. Como parte de este proceso, proponemos un proyecto experimental, multidisciplinario, de investigación y de tres años de duración, para examinar la paleosismicidad de la zona de subducción donde la relación empírica sugiere que pueden ocurrir grandes sismos o terremotos, pero ninguno, hasta donde sabemos, ha sido registrado en documentos escritos del periodo histórico para la zona Mexicana de subducción (ZMS). Sismos mayores de magnitud > 8 han roto este límite ínterplacas en diversas ocasiones durante el último siglo, pero el potencial de un gran sismo o terremoto (y por consiguiente un gran tsunami trans-oceánico) aún es desconocido para esta zona de subducción. Si asumimos un periodo de tiempo adecuado (centenas a miles de años), cualquier zona de subducción, incluyendo la ZSM, es capaz de producir un sismo cuya magnitud está limitada solo por el tamaño (ancho) de la “locked fault plane” (zona atorada del plano de falla ) (Subarya et al., 2006; McCaffrey, 2007). Esta propuesta de proyecto tiene tres objetivos específicos: 1) identificar evidencias geológicas de sismos individuales (deformación cosísmica) y de tsunamis durante el Holoceno tardío (~ últimos 3000 años) en sitios pre-seleccionados en la costa del Pacífico de México; 2) crear la cronología, hasta ahora no existente, de paleosismos y paleotsunamis en sitios específicos de la costa del Pacífico de México; 3) correlacionar evidencias de deformación cosísmica contemporáneas en los sitios pre-seleccionados para probar o desaprobar si la “megathrust” (megafalla inversa) de la subducción Mexicana es capaz de romper la longitud completa o más de 100 a 500 km de longitud de la falla, y generar grandes sismos, M >9 (y por consiguiente tsunamis trans-oceánicos). Basados en las analogías y diferencias con otras zonas de subducción, planteamos la hipótesis de que la ZSM es capaz de producir sismos de grandes magnitudes (~M > 9) con rupturas de falla de más de 100-500 km de largo. La costa Pacífica de México puede experimentar ambos levantamiento y subsidencia durante grandes sismos (deformación cosísmica). Por lo tanto, planteamos que si los sismos de subducción han producido subsidencia cosísmica costera, entonces hay una gran probabilidad de que éstos han dejado su huella en el registro geológico de la costa del Pacífico mexicano, y por tanto se pueden determinar los eventos y su cronología en esta zona. Un conjunto de técnicas modernas de paleosismología se usarán para determinar el acontecer de grandes sismos en los cambio de las secuencias sedimentarias en los bajos entre cordones litorales, estuarios, lagunas costeras, marismas y planicies salinas. Las técnicas analíticas a emplear incluyen el análisis histórico en archivos, el análisis de microfósiles (diatomeas), análisis granulométrico, susceptibilidad magnética, y “peels”, para identificar las discontinuidades en las muestras de sedimentos de los núcleos y trincheras. Las edades de estos sismos y tsunamis se van a reconstruir usando determinaciones radiométricas (14C y 210Pb) de la edad de indicadores en los contactos de sedimentos usando 14C Accelerator Mass Spectometry (AMS). Se emplearán dos técnicas para aumentar la precisión de las edades de 14C: tasas de sedimentación derivadas por el conteo de “varves” (laminaciones), y el programa OxCal (Bronk Ramsey, 1995, 2001) para evaluar la coherencia en la estratigrafía de las fechas de 14C. Para eventos históricos de <100-150 años de edad y tasas de sedimentación reciente, se emplearán mediciones de 210Pb. El registro de lo sitios específicos, la correlación de la edad de eventos contemporáneos a lo largo de la costa, y el análisis de los patrones de ruptura sísmica en tiempos históricos y prehistóricos nos permitirá desarrollar una cronología de los sismos de límite ínter placa y de tsunamis que va aproximadamente unos 3000 años atrás. Estos resultados permitirán: 1) la distinción de los candidatos de grandes eventos – sismos (M > 9) que pudieron romper el límite de placas completo o más de 100-500 km, generando tsunamis, 2) comparar las propiedades físicas de la ZSM y otras zonas de subducción para reevaluar el modelo de Ruff y Kanamori y el comportamiento de esta “megathrust” y otras zonas de subducción. El impacto de este trabajo incluye el conocer el peligro que presentan los sismos y tsunamis, incluyendo la modelación de la ruptura de falla y modelación de inundación por tsunami, en una área altamente poblada, donde sismos como el de Michoacán de 1985 causó más de 10,000 muertes y cientos de millones de dólares en pérdidas económicas y a la propiedad. Los resultados de los estudios de paleosismología van a proporcionar datos sobre la posibilidad de que acontezcan grandes sismos y tsunamis en la zona de subducción Mexicana. Este proyecto permitirá la formación de nuevos estudiantes de postgrado y de licenciatura, ampliará la participación de mujeres científicas en las geociencias, promoverá la colaboración interdisciplinaria e internacional entre científicos de México, Chile, y Canadá, además de proporcionar información sobre el peligro por sismos y tsunamis a los pobladores de la región y a las agencias de los gobiernos locales

¿Cual es el significado y los beneficios de este programa de investigación? Esta investigación propone un estudio pionero para buscar candidatos de grandes sismos (terremotos) y tsunamis antiguos, generados en una megafalla inversa, usando un conjunto de observaciones de paleosismología, complementado con mediciones de GPS, en una zona compleja de subducción – la subducción Mexicana. Este proyecto tiene importancia significativa para comprender el fallamiento de la “megathrust” asociado a una zona compleja de subducción, y el comportamiento espacial y temporal de los sismos en la ZSM. Este proyecto discute problemas que conciernen el acontecer de grandes sismos y tsunamis y su distribución en una zona compleja de subducción; el uso de sedimentos, microfósiles - marcadores en sedimentos de humedales en costas tropicales para seguir la pista de sismos y tsunamis prehistóricos; determinar el modo de ruptura y estimar el periodo de recurrencia de grandes sismos; y finalmente probar el modelo de Ruff y Kanamori y otras características físicas en la compleja subducción de placas en México. Esta propuesta intenta proporcionar información valiosa, vía estudios de paleosismología, para la modelación del modo de ruptura y modelación por inundación de tsunami. Finalmente, la información de paleosismicidad proporcionará datos sobre sismos y tsunamis prehistóricos para mejorar aquella disponible en las relaciones históricas y los registros instrumentales, y ayudar en el pronóstico de los intervalos de recurrencia de grandes sismos y tsunamis en la ZSM. Los resultados de este proyecto de investigación van a avanzar nuestro conocimiento sobre el comportamiento de “megathrust”, al mismo tiempo que permitirá el entrenamiento de estudiantes de licenciatura y posgrado de la UNAM y externos. Amplio Impacto. El impacto de este trabajo incluye el conocer el peligro que presentan los sismos y tsunamis, incluyendo la modelación de la ruptura de falla y de inundación por tsunami, en una área altamente poblada, donde sismos como el de Michoacán de 1985 causó más de 10,000 muertes y cientos de millones de dólares en pérdidas económicas y a la propiedad. Los resultados de los estudios de paleosismología van a proporcionar datos sobre la posibilidad de que acontezcan grandes sismos y tsunamis en la zona de subducción Mexicana. Este proyecto permitirá la formación de nuevos estudiantes de posgrado y de licenciatura, ampliará la participación de mujeres científicas en las geociencias, promoverá la colaboración interdisciplinaria e internacional entre científicos de México, Chile, y Canadá, además de proporcionar información sobre el peligro por sismos y tsunamis a los pobladores de la región y a las agencias de los gobiernos locales.