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Maximum seismic depth versus thermal parameter of subducted slab: application to deep earthquakes in Chile and Bolivia.
Maximum seismic depth versus thermal parameter of subducted slab: application to deep earthquakes in Chile and Bolivia.
Autor
Gorbatov, A.
Kostoglodov, V.
Burov, E.
Institución
Resumen
La relación de la profundidad sísmica máxima (Dm) contra el parámetro térmico de la placa subducida (φ), se determina por medio de la edad de la litosfera subducida (A) y la componente vertical de velocidad de subducción (V┴), en perfiles de sismicidad perpendiculares a las zonas de subducción de México, Chile, Kamchatka, Kuriles, Japón, Sumatra, Nuevas Hebridas y Aleutianas. La parte cuasi-lineal de la relación (Dm ≤ 240 km, y φ ≤ 20x102 km), corresponde a la placa que se subduce lentamente y es relativamente joven; en general coincide con la "temperatura crítica" modelo de los eventos profundos. Para el rango de φ > 20x102 km, cual corresponde a la placa subducida relativamente vieja y que se subduce rápidamente, la relación Dm = ƒ (φ) no es lineal. La curva empírica Dm = f (φ) tiene una mesa en el rango de 20x102 km < φ < 35x102 km por la transición equilibrada de la fase Ol-Sp a la profundidad sísmica máxima, Dm. Los modelos que consideran la transición metastable de la fase Ol-Sp como causante de la sismisidad profunda no pueden ser analizados con los resultados del presente estudio. Los eventos profundos de la zona de subducción de Chile y el evento fuerte Mw = 8.2, junio 9, 1994 en Bolivia, han sido analizados usando la dependencia estándar Dm = f (φ). Los eventos profundos de Chile al sur de 26°S caen fuera de la curva de Dm = ƒ (φ) lo que permite identificarlos como procedentes del fragmento desacoplado de la placa subducida. Los otros eventos, incluyendo el evento de Bolivia, están dentro del rango de los errores estimados. Este resultado indica que los eventos chilenos de la parte norte no necesariamente pertenecen a la parte desacoplada del slab y el evento de Bolivia probablemente ocurrió en el borde de la parte norte más vieja y profunda de la placa de Nazca. The maximum seismic depth (Dm) depends on the thermal parameter of the descending slab (φ), which is a product of the age of the subducted lithosphere (A) and the vertical component of convergence rate (V┴). We analyze seismicity profiles across the subduction zones of Mexico, Chile, Kamchatka, Kuriles, Japan, Sumatra, New Hebrides and Aleutians. The quasi-linear part of the dependence (Dm ≤ 240 km, and φ ≤ 20x102 km) corresponds to relatively young and slowly descending slab and is in general agreement with the "critical temperature" models of deep earthquakes. For φ > 20x102 km, which corresponds to the relatively older lithosphere subducting at a higher rate, the Dm = ƒ (φ) dependence is essentially nonlinear. The flattening of the empirical Dm = ƒ (φ) curve in the range of 20x102 km < φ < 35x102 km is found to be a direct indication of the influence of the equilibrium Ol-Sp phase transition on Dm. Models invoking the metastable Ol-Sp phase transition as a mechanism which controls the deepest seismicity can not be constrained by the results of this study. Deep focus earthquakes of the Chilean subduction zone and the strong event of June 9, 1994 in Bolivia (Mw = 8.2), were analyzed using the general standard dependence Dm = ƒ (φ). A group of Chilean deep events south of 26°S has occurred inside the detached fragment of the subducted slab. Dm values corresponding to these deep events lie outside Dm = ƒ (φ) curve. All other events, including the Bolivian earthquake, fit the curve within the uncertainty estimate. Thus the northern group of Chilean events does not necessarily pertain to the detached slab, and the Bolivian earthquake probably occurred at the northernmost deep edge of the oldest segment of the subducted Nazca plate.