Servicio Sismológico Nacional

Reporte Preliminar de Sismos

Sismo del 7 de Octubre de 2001 Coyuca de Benitez, Guerrero (M 6.1)

Resumen.

El día 7 de Octubre de 2001 el SSN reportó un sismo con magnitud 6.1, con localización en las cercanías de Coyuca de Benitez, en el estado de Guerrero. El sismo, ocurrido a las 9:39 de la noche, fue sentido con gran intensidad en las ciudades de México y Acapulco. Tanto el mecanismo generador del temblor (fallamiento normal) como su profundidad y localización sugieren que la fuente sísmica fue por fallamiento cortical.

Hasta el 12 de Diciembre, el SSN ha reportado en sus informes diarios un total de 300 réplicas asociadas a este temblor. De estas 300 réplicas un total de 133 alcanzaron magnitudes mayores a 3.8, lo que significa que fueron sentidos con intensidad por una amplia región del Municipio de Coyuca de Benitez. Un número menor de sismos, un total de 4 eventos, fueron sentidos en un radio mayor, ya que estos alcanzaron magnitudes mayores a 4.5.

Las características de este sismo, tanto su distribución espacial como su larga secuencia de réplicas, lo ubican en la corteza continental y no en la interfase entre las placas de Cocos y Norteamérica, por lo que este sismo no es un sismo de subducción. Como el sismo no ocurrió en la interfase, tampoco a contribuido a liberar la energía elástica acumulada en la brecha de Guerrero. Además su magnitud es muy pequeña como para considerarlo un sismo que pueda llenar la brecha sísmica de Guerrero.

Introducción.

Las costas de Guerrero sufren el embate de frecuentes temblores provocados por la interacción de placas tectónicas. La fosa o trinchera Mesoamericana (TMA) es la frontera entre la placa continental de Norteamérica y la placa oceánica de Cocos. La trinchera se identifica como la parte más profunda del suelo marino frente a las costas de Guerrero (Figura 1). La placa oceánica de Cocos en su movimiento hacia el noreste choca frontalmente con la placa continental de Norte América, donde se asienta la mayor parte del territorio nacional. Este choque frontal se lleva a cabo a una velocidad de convergencia de alrededor de 6 cm/año. Esto quiere decir que anualmente se acumulan 6 cm de deformación a lo largo de la costa guerrerense. Esta energía elástica acumulada se libera, cada cierto tiempo, por medio de uno o varios sismos de magnitud mayor de 7. La última liberación de energía se llevó a cabo durante una larga secuencia sísmica que inició en 1899 con un sismo de magnitud 7.9, seguido por los sismos en 1907 (M 7.6), 1908 (M 7.5, 7.0), 1909 (M 7.2) y 1911 (M 7.5) [al respecto consultar la referencia: Singh y otros, 1982; Anderson y otros, 1989; Singh y Mortera, 1991; Kostoglodov y Ponce, 1994; Anderson y otros 1994; Kostoglodov y Pacheco, 2000]. Debido a que no ha ocurrido un sismo con magnitud mayor o igual a 7 desde 1911 en la zona conocida como Costa Grande de Guerrero, se le denomina a esta región la Brecha Sísmica de Guerrero. Una brecha sísmica es una zona donde no se han producido sismos con magnitud mayor o igual a 7 por un largo tiempo (mayor a 50 años en el caso de las regiones del Pacífico Mexicano), sin embargo se sabe que sismos de esta magnitud han ocurrido en el pasado. La brecha sísmica de Guerrero a lo largo de Costa Grande se localiza entre las zonas de ruptura de los sismos de Acapulco de 1962 (ambos de magnitud 7.0) y los sismos de Petatlán, uno ocurrido en 1979 (M 7.9) y otro luego del gran sismo de 1985 en Michoacán (M 7.6). Se habla además de la brecha sísmica de Costa Chica debido a que el último gran sismo ocurrido en esa región fue en 1957 (M 7.6), llamado el sismo del Ángel.

El Sismo del 7 de Octubre.

El pasado 7 de Octubre el Servicio Sismológico Nacional de México (SSN) reportó la ocurrencia de un sismo de magnitud 6.1 en las cercanías de las costas del estado de Guerrero. El sismo se localizó 30 Km al noroeste de la ciudad de Acapulco, cercano a la ciudad de Coyuca de Benitez. La hora de ocurrencia del sismo, un domingo a las 9:39 de la noche, propició que el temblor fuese sentido por una gran parte de la población, tanto de la ciudad de Acapulco como en el Distrito Federal.

Afortunadamente no se reportaron graves daños en la Ciudad de México, que es propensa a sufrir daños provocados por temblores que ocurren en las costas del Pacífico Mexicano. La zona más afectada por este fenómeno natural se concentró en el Municipio de Coyuca de Benitez. En esta zona se produjo el colapso de varias viviendas, paredes y bardas. Algunas construcciones, tales como escuelas, mercados y centros de salud fueron seriamente afectados.

Las fotos que se muestran arriba son ejemplos del tipo de daños sufridos por la vivienda en la región. Estos colapsos parciales o totales de las viviendas son producto de las malas prácticas de construcción. La mayoría, sino la totalidad de las viviendas seriamente afectadas son de adobe o mampostería sin reforzar. El adobe o la mampostería requiere de uniones entre paredes para soportar las aceleraciones del suelo que se generan durante la ocurrencia de un sismo fuerte.

En la Figura 1 se muestra la localización epicentral de los sismos reportados por el SSN entre los días 7 y 9 de Octubre (Tabla 1). Las bolas rojas representan los epicentros determinados por el SSN, incluyendo el sismo principal. Todos los sismos posteriores al sismo ocurrido a las 9:39 del 7 de Octubre, son considerados réplicas de este temblor. Una réplica es un temblor que ocurre asociado a uno más grande. Generalmente las réplicas delimitan la zona de ruptura del sismo principal. Para un sismo de magnitud 6.1, la zona de ruptura se aproxima a un círculo de alrededor de 6 Km de radio. Como puede apreciarse en la figura, las réplicas se concentran en una pequeña área, entre Acapulco y Atoyac de Alvarez, hacia el oeste de la zona de ruptura de los sismos de Acapulco de 1962. Tanto el sismo principal como sus réplicas se localizan a profundades someras (entre los 5 y los 20 km de profundiad), lo que hace suponer que el sismo es producto de los esfuerzos de deformación sufridos por la placa cabalgante. Según Singh y Pardo [1994], estos esfuerzos tensionales son causados por succión tectónica, esto es, al retroceder la trinchera Mesoamericana, se produce una fuerza tensional que hala la placa cabalgante en dirección al Océano Pacífico.

Debido a que no se cuenta con una distribución adecuada de estaciones sísmicas que transmiten los datos en tiempo real, las localizaciones están asociadas a un error de varios kilómetros, principalmente en lo que concierne a la profundidad del foco. Por lo que los datos que se proporcionan en la Tabla 1 y se muestran en la Figura 1 son preliminares.

Figura 1. Mapa que muestra la distribución de los eventos reportados por el SSN hasta el día 9 de Octubre (esferas rojas). Se muestra también las zonas de ruptura de los grandes sismos que han ocurrido en la región en los últimos 50 años. El sismo de Michoacán de 1985 (M 8), el sismo de Petatlán de 1979 (M 7.5), el doblete de Acapulco de 1962 (ambos M 7) y el sismo del Ángel o de San Marcos de 1957 (M 7.6). Así mismo se muestra el mecanismo del sismo ocurrido el pasado 7 de Octubre. Este mecanismo es de fallamiento normal, contrario a los grandes sismos de subducción que muestran mecanismo de cabalgadura de ángulo somero.

La Figura 2 muestra una sección transversal que va desde la trinchera Mesoamericana (TMA) hasta el estado de Morelos, con dirección perpendicular a la trinchera. En esta sección se grafican los sismos mejor localizados de la secuencia del 7 al 9 de Octubre (bolas grises), junto con otros sismos ocurridos en los últimos 10 años en la región, que han sido estudiados con detalle. Como parte del estudio detallado de estos temblores se determinó el mecanismo de generación de falla. Esta información permite determinar la posición del sismo respecto a la placa subducida de Cocos y clasificar los eventos en interplaca e intraplaca. Como se observa en la figura, la secuencia sísmica del 7 al 9 de Octubre parece localizarse dentro de la placa continental, por lo que se puede considerar como un sismo cortical. El mecanismo determinado para el evento principal (Figura 1, bola de playa roja) muestra un mecanismo de fallamiento normal con rumbo paralelo a la costa y la trinchera. Este mecanismo y la ubicación del sismo permiten afirmar que la causa del sismo fue la activación de alguna falla cortical en la región.

Figura 2. Sección transversal mostrando la secuencia del 7 al 9 de Octubre (bolas grises) respecto a la placa subducida de Cocos.

Las réplicas del Sismo del 7 de Octubre.

Estudios realizados por el científico japonés Omori en la década de los años de 1930, permitieron describir la evolución de las réplicas con el tiempo. En su estudio, Omori encontró que el número de réplicas decae como función inversa del tiempo. Este estudio ha sido corroborado por muchos investigadores en tiempos más recientes. Este decaimiento de la actividad sísmica con el tiempo se conoce como la ley de Omori. Una rápida observación a 4 sismogramas de la red del SSN, graficados durante los días 7 y 8 de Octubre de este año, permite entender esta ley. En la Figura 3 se observan los sismogramas de las estaciones CAIG (muy cerca del epicentro), CUIG (en Ciudad Universitaria, D.F.), OXIG (en Oaxaca, Oaxaca) y PLIG (en Iguala, Guerrero). Conforme pasa el tiempo, los eventos disminuyen en frecuencia y en tamaño. Esto explica el hecho de que se hayan sentido tantos temblores, principalmente en la ciudad de Acapulco luego del sismo de las 9:39 pm del 7 de Octubre.

Como el número de réplicas decae como 1/t (donde t es el tiempo) es de esperarse que sigan ocurriendo sismos en la zona epicentral durante varios días mas. Sin embargo, se espera también que el número de sismos por día disminuya con el tiempo.

Estación CUIG	Estación CAIG
Estación OXIG	Estación PLIG

Figura 3. Registros de 4 estaciones de la Red Sísmica de Banda Ancha del SSN. Cada línea representa una hora. Estamos viendo las primeras 14 horas después del sismo. La estación CAIG, la mas cercana registra una alta actividad sísmica. Las otras estaciones, más alejadas muestran mas claramente el decaimiento de la actividad sísmica conforme pasa el tiempo.

Las réplicas se siguieron sucediendo aún dos meses después de ocurrido el sismo del 7 de Octubre. La figura 4 muestra un gráfico donde se contabilizó el número de sismos diarios reportados por el SSN con magnitudes mayores o iguales a 3.8. Aunque se reportaron sismos con magnitudes menores, estos sismos no son representativos ya que la distribución limitada de estaciones sísmicas con que cuenta el SSN en la región, no permiten registrar regularmente temblores menores. El registro de estos temblores más pequeños va a depender de la hora del día y de el ruido microsísmico de fondo.

Figura 4. Número de temblores localizados en Coyuca de Benitez y reportados por el Servicio Sismológico Nacional con magnitudes mayores o iguales a 3.8 (barras azules). Las barras rojas representan el número de sismos reportados por el SSN con magnitudes mayores o iguales a 4.4.

En total, entre el 7 de Octubre de 2001 y el 7 de Enero del 2002, el SSN reportó 350 sismos ocurridos dentro del Municipio de Coyuca de Benitez. De estos 350 eventos, 150 fueron reportados con magnitudes 3.8 o mayor. De estos 150, 13 fueron reportados con magnitudes mayores o iguales a 4.4. Los sismos con magnitudes mayores a 3.8 son significativos porque probablemente fueron sentidos por una gran parte de la población dentro del Municipio de Coyuca. Los sismos con magnitudes mayores o iguales a 4.4 probablemente fueron sentidos como sismos fuertes en Coyuca y en algunas ocaciones pudieron haber sido sentidos en Acapulco. Dos sismos fueron reportados con magnitudes mayores o iguales a 5.0, el primero de ellos (M 5.3) ocurrió día 28 de Octubre a las 11 de la noche. Puede notarse en la Figura 4 cómo este día se incrementa la sismicidad (el número de sismos por día). Igualmente, luego del sismo (M 5.0) del 23 de Noviembre a media noche, se vuelve a incrementar la sismicidad diaria. Estos dos últimos sismos fueron sentidos en Acapulco y levemente en la ciudad de México.

La figura 4 muestra como la actividad sísmica, tanto el número de sismos como la máxima magnitud, ha ido decayendo con el tiempo. A pesar de su larga actividad, este sismo sigue la ley de Omori, mostrando una disminución en la actividad sísmica que disminuye con el paso del tiempo.

Aceleración del suelo.

La máxima aceleración registrada por las estaciones del SSN se encontró en la estación Cayaco (CAIG), localizada a 17 Km del epicentro. Esta estación registró una aceleración máxima de 83 gales (cm/seg²). La estación CUIG, ubicada en Ciudad Universitaria, Del. Coyoacán, D.F., registró una aceleración máxima de 3.3 gales. La Figura 5 muestra la aceleración máxima como una función de la distancia al hipocentro. La curva solida es una regresión determinada para sismos superficiales de magnitud 6.1 con origen en las costas del Pacífico Mexicano. Se puede apreciar un ajuste razonable para los datos observados, lo que indica que este sismo se puede considerar superficial.

Figura 5. Decaimiento de la aceleración pico con la distancia.

La fuente sísmica.

El mecanismo de falla determinado por el SSN revela un fallamiento normal sobre una falla de rumbo 281°, buzando a 57°, con un ángulo de deslizamiento de –85°. Este mecanismo es muy similar al obtenido por la Universidad de Harvard, en Boston, EUA, ( http://www.seismology.harvard.edu/CMTsearch.html) con valores: (267°, 43°, -85°). El momento sísmico reportado por Harvard es de 7.54x1024 dina-cm, correspondiente a una magnitud Mw = 5.9.

La Figura 6 muestra el registro en la estación CAIG, integrado a desplazamiento. Como la estación se encuentra a escasos 17 Km del sismo, el registro de desplazamiento puede considerarse como la fuente sísmica misma, o muy cercano a una representación de la fuente sísmica o historia temporal de la ruptura (zona sombreada). De esta figura se puede ver que la ruptura tuvo una duración de escasos 3 segundos. Este es el tiempo que dura la ruptura en producir el sismo. Sin embargo, dependiendo de las condiciones del suelo, la distancia al epicentro y las características del edificio, el movimiento fuerte del suelo pudo haber variado. Por ejemplo, el movimiento fuerte en Ciudad Universitaria tuvo una duración de aproximadamente 25 segundos (considerando movimiento fuerte una excedencia de 1 gal de aceleración del suelo), mientras que en Cayaco, Guerrero, el movimiento fuerte fue de tan solo 5 segundos (con aceleraciones en excedencia de 20 gales). En Coyuca este movimiento fuerte se registró por un tiempo de 8 segundos. Esta diferencia entre Coyuca y Cayaco se debe al subsuelo blando sobre el que se encuentra asentada la ciudad de Coyuca.

Figura 6. Sismograma registrado en la estación CAIG, a 17 km del epicentro. El area sombreada (la onda SH) representa la fuente sísmica.

Las dimensiones de ruptura.

Para determinar con mayor precisión las causas del temblor del 7 de Octubre y la distribución de sus réplicas, se instalaron varios sismógrafos portátiles en la región. Estos aparatos, junto con otras estaciones existentes permitieron localizar con mayor precisión la distribución de los sismos y por lo tanto, la dimensión de la falla activada durante la secuencia sísmica de Coyuca.

La Figura 7 muestra la distribución de sismos localizados con la red sísmica temporal que se instaló en el municipio de Coyuca de Benitez. Los sismos (puntos rojos) se localizan en una región muy bien definida (rectángulo) con una dimensión de 17 km de largo por 10 km de ancho. Este rectángulo se puede definir por los poblados cercanos; al Sureste por El Zarzal, al Noreste por Atoyaquillo, al Noroeste por Los Nopales, y al Suroeste por Las Tranquitas. La sección transversal muestra que los sismos (puntos grises) están bien distribuidos a lo largo de una falla con buzamiento hacia el Sur con una inclinación de alrededor de 45°. Los sismos más superficiales, algunos de ellos a menos de 2 km de profundidad, se concentran al norte y los sismos más profundos se encuentran bajo la ciudad de Coyuca, a unos 10 km de profundidad.

Figura 7. Sismos localizados por medio de una red sísmica local que se instaló temporalmente en el Municipio de Coyuca. La figura de la derecha muestra una sección transversal.

Un estudio detallado de los sismogramas registrados durante el sismos del 7 de Octubre muestra que la ruptura se inició a profundidad (a unos 10-13 km) y se propagó hacia la superficie. Al igual que la distribución de las réplicas, la ruptura se concentra entre los 8 km y los 4 km de profundidad (Figura 8). Esta concentración de desplazamiento en la falla muy cerca de la superficie puede ayudar a explicar el porqué se produjeron mayores daños hacia el norte. Los pueblos de Aguas Blancas y Atoyaquillo son los que presentan un mayor número de colapso total en viviendas de adobe y mampostería no reforzada.

Figura 8. Distribución de deslizamiento en la falla. Las mayores dislocaciones se presentan entre los 8 y los 4 km de profundidad.

Conclusiones.

El sismo registrado el pasado 7 de Octubre de 2001 a las 9:39 de la noche es un sismo aparentemente de origen tectónico debido a la activación de una falla cortical. El sismo fue localizado dentro de la placa continental de Norte América. El mecanismo determinado con los datos de la red del SSN muestra una falla normal con rumbo 281°, buzando 57°. El rumbo de la falla es paralelo a la costa y a la trinchera por lo que se puede suponer que responde a los esfuerzos extensivos en la placa continental, posiblemente relacionados con la zona de subducción.

La magnitud determinada por el SSN fue de 6.1, correspondiente a un sismo moderado, el cual causó daños materiales en una gran mayoría de los poblados cercanos del Municipio de Coyuca de Benitez. Luego del sismo de magnitud 6.1 se presentaron una gran cantidad de réplicas, como es de esperarse para un temblor de esta magnitud. La mayor réplica reportada corresponde al sismo de magnitud 5.3 ocurrido el 28 de Octubre. Otra réplica importante se produjo el día 23 de Noviembre, la cual se reportó con magnitud 5.0.

Las réplicas siguieron sucediéndose por más de dos meses, cada vez con menor intensidad y en menor número. Aún así, para la magnitud, este sismo produjo más réplicas y por un tiempo mayor al esperado.

La energía liberada por este temblor es ínfima comparada con la energía que se ha acumulado en la zona denominada Costa Grande de Guerrero. Esta energía se ha estado acumulando desde 1911 que es cuando ocurrió el último sismo de magnitud mayor a 7. Además siendo este sismo cortical, no está asociado a la energía acumulada en la zona de contacto entre las placas de Cocos y Norteamérica.

No es posible predecir un temblor. La naturaleza de los sismos sigue las leyes de la física no-lineal por lo que aunque se conozca la deformación en la falla y la historia sísmica de la zona, no es posible predecir cuando va a ocurrir el próximo gran temblor. Aunque este sismo del pasado 7 de Octubre haya ocurrido en una falla diferente a la zona de interfase entre las placas, su ocurrencia puede contribuir a aumentar o disminuir los esfuerzos en la zona de contacto, por lo que pude acelerar o retrazar la ocurrencia de un gran sismo en la llamada brecha sísmica de Guerrero. Que tanto podría afectar la zona de contacto un sismo de magnitud 6.1 va a depender de que tan madura (pronta a romper) se encuentre la brecha sísmica.

Mucho se puede aprender de este temblor. Pero la lección más importante es que los poblados de la costa de Guerrero, principalmente a lo largo de Costa Grande aún no están preparados para un gran sismo. Sabiendo que esta región es propensa a producir grandes sismos como los que bien se documentaron durante los siglos XIX y XX, es de gran importancia prevenir un futuro desastre por la ocurrencia de un sismo que se ha anunciado por algunos científicos desde los años de 1970 y aún no ha ocurrido.

Los procedimientos para reforzar la vivienda de adobe o mampostería son sencillos y de muy bajo costo económico. Estos sencillos refuerzos a la vivienda podrán salvar muchas vidas si se llega a presentar un sismo grande en la Costa Grande de Guerrero. Es importante que tanto las autoridades de protección civil y del estado de Guerrero, como la población misma tomen conciencia de la importancia de implementar medidas de reforzamiento de las viviendas, escuelas y clínicas en la zona lo más pronto posible.

Bibliografía.

Anderson, J.G., J. N. Brune, J. Prince, R. Quaas, S. K. Singh, D. Almora, P. Bodin, M. Oñate, R. Vasquez, and J. M. Velasco. The Guerrero accelerograph network, Geofís. Int., 33, 341-371, 1994.

Anderson, J. G., S. K. Singh, J. M. Espíndola and J. Yamamoto. Seismic strain release in the Mexican subduction thrust. Phys. Earth Plan. Interiors, 58, 307-322, 1989.

Kostoglodov, V., and L. Ponce. Relationship between subduction and seismicity in the Mexican part of the Middle American trench. J. Geophys. Res., 99, 729-742, 1994.

Kostoglodov, V., W. Bandy, J. Domínguez, and M. Mena. Gravity and seismicity over the Guerrero seismic gap, México. Geophys. Res. Lett., 23, 3385-3388, 1996.

Kostoglodov, V., y J. Pacheco. Cien años de Sismicidad en México. Instituto de Geofísica, 1999.

Nishenko S.P., and S. K. Singh. Conditional probabilities for the recurrence of large and great interplate earthquakes along the Mexican subduction zone. Bull. Seism. Soc. Am., 77, 2096-2114, 1987.

Nishenko S.P., and S. K. Singh. The Acapulco-Ometepec, México, earthquakes of 1907-1982: Evidence for a variable recurrence history. Bull. Seism. Soc. Am., 77, 1359-1367, 1987.

Ortiz, M., S. K. Singh, V. Kostoglodov, and J. Pacheco. Source areas of the Acapulco-San Marcos, México earthquakes of 1962 (M 7.1, 7.0) and 1957 (M 7.7), as constrained by tsunami and uplift records. Geofís. Int., 39, 337-348, 2000.

Singh, S.K., J. M. Espíndola, J. Yamamoto and J. Havskov. Seismic potential of Acapulco-San Marcos region along the Mexican subduction zone. Geophys. Res. Lett., 9, 633-636, 1982.

Singh, S.K., T. Domínguez, R. Castro, and M. Rodríguez. P waveforms of large, shallow earthquakes along the Mexican subduction zone. Bull. Seism. Soc. Am., 74, 2135-2156, 1984.

Singh, S. K., and F. Mortera. Source-time functions of large Mexican subduction earthquakes, morphology of the Benioff zone and the extent of the Guerrero gap. J. Geophys. Res., 96, 21487-21502, 1991.

Singh, S.K., and M. Pardo. Geometry of the Benioff zone and state of stress in the overriding plate in Central México. Geophys. Res. Lett., 20, 1483-1496, 1993.

Universidad Nacional Autónoma de México