Estudios sobre isostasia en Cuba : Una caracterización y delimitación de zonas potencialmente sísmicas

      En el mismo, se expone el mapa de anomalías isostáticas residuales (AIR) de Cuba centro oriental, construido usando las más de 9000 observaciones gravimétricas utilizadas en la compilación del Mapa Gravimétrico de Anomalías de Bouguer de Cuba. El mapa de AIR está basado en el modelo de Airy-Heiskanen de compensación isostática local, en el cual la superficie de carga requerida para la compensación fue definida por una red de 5 km del conjunto de datos topográficos y batimétricos. La característica más notable de este mapa se encuentra en la región oriental del pals, donde se observan altos valores positivos de las anomalías. En la Sierra Maestra (SM) los valores isostáticos alcanzan +225 mGal y en las zonas de Moa-Nicaro, Sierra Cristal, Yateras y Sabana La Mar las anomalías alcanzan iguales valores, aunque ocupan un área mayor, encontrándose relacionadas entre sí, incluyendo la anomalía de Levingstone donde se alcanzan valores de +150 mGal. Se discute, teniendo en cuenta otros datos geólogo-geofísicos y sismológicos, una posible naturaleza de estas anomalías que comparables por su magnitud son causadas por diferentes situaciones geológicas. Por otra parte, el espesor isostático de la corteza terrestre en Cuba centro oriental ha sido calculado, realizándose un análisis sobre la distribución del mencionado espesor en toda la región. Al mismo tiempo, basado en una aproximación espectral para la predicción de fronteras geológicas cuasiarmónicas, utilizando los datos de las anomalías de Bouguer total y datos del método de las ondas de cambio de los terremotos (MOCT) sobre algunos perfiles fue calculado el límite corteza-manto. Comparando ambas estimaciones en cada uno de los perfiles, se discute sobre la función de compensación isostática de la corteza terrestre, teniendo en cuenta las AIR, las que son también utilizadas, como estimador del limite corteza-manto a partir del espesor isostático.

      El estudio de las relaciones entre la isostasia y la sismicidad constituye el principal objetivo del presente trabajo, lo que aportó un mayor grado de conocimientos sobre la estructura profunda de la corteza y sus implicaciones en la actividad tectónica, relacionada directamente con la sismicidad, cuyos principales resultados lo constituyen la caracterización isostática de las zonas sismogeneradoras(ZSG) y la zonación de las magnitudes máximas (Mmax),equivalente a la delimitación de zonas potencialmente sísmicas a partir de la información isostática en términos de la distribución espacial del gradiente horizontal máximo (GHM) de las AIR. Se obtuvieron relaciones experimentales entre el campo de las AIR y el campo del gradiente isostático (CGI) con las Mmax que contribuyen activamente a la solución del complejo problema de la determinación de las Mmax, aspecto este abordado por primera vez en Cuba según una información geofísica. A partir de las mencionadas relaciones se calcularon mapas de la distribución espacial de la Mmax del terremoto máximo posible y del más probable. En la región bajo estudio han sido delimitadas por investigaciones sismológicas 33 ZSG, las cuales fueron caracterizadas desde el punto de vista isostático, determinándose los valores del gradiente isostático, el cual fue utilizado como indice de la actividad sismogeneradora. Este indice en cada ZSG sirve para obtener estimaciones de la Mmax de los terremotos. En el resultado se exponen las posibilidades de este parámetro para delinear algunas ZSG, así como la posible diferenciación dentro de una misma zona, de los valores del gradiente isostático. Para la estimación de las Mmax en cada ZSG fue utilizado el mapa de dicho parámetro obtenido a partir del gradiente isostático, para lo cual se siguieron algunos principios elementales sobre las características zonales de las isoanómalas. Este razonamiento permitió establecer a partir de la información procesada una zonación que en algunos casos coinciden con las ZSG establecidas por métodos sismológicos, pudiéndose valorar una gradación en los valores de Mm a„ estimados, aspecto también novedoso en este resultado. Se presenta además un esquema de zonación de las Mmax en toda la región de estudio, donde se delimitan 17 zonas potencialmente sísmicas. Dicho mapa brinda la posibilidad de diferenciar subzonas, por los valores de Mma,,, dentro de una misma zona. Todos los aspectos tratados en el presente trabajo constituyen aspectos novedosos utilizados por primera vez en Cuba dentro de las investigaciones geólogo geofísicas, siendo aplicados en trabajos sismológicos complejos para la ubicación de objetivos de interés económico social.

      – Se caracterizaron según el campo del gradiente (CGI) de las anomalías isostáticas las ZSG de Cuba centro oriental, lo que permitió obtener estimaciones de las a esperar para cada ZSG, según esta nueva información, pudiéndose establecer una gradación de la estimación para una misma ZSG, lo que no puede obtenerse con datos sismológicos.

      – Se estableció por primera vez en Cuba una zonación de las Mm,, de los terremotos a esperar en Cuba centro oriental, a partir de la información isostática lo que permitió por otra parte delinear algunas ZSG.

      – Se establecieron dos macrobloques isostáticos ubicados en la región oriental de Cuba: Sierra Maestra y Nicaro-Cristal-Baracoa. Dentro de los cuales pueden definirse algunos bloques. Estos macrobloques caracterizados por altos valores de las anomalías isostáticas pueden ser considerados como fuentes potenciales de esfuerzos tectónicos verticales causados por la necesidad del ajuste isostático. Otros bloques isostáticos fueron definidos en la región central del pais pero de menores potencialidades que los de la región oriental.

      – El análisis de la función isostática de la corteza terrestre en los diferentes sectores de Cuba centro oriental ha permitido conocer conocer sobre las potencialidades de los movimientos tectónicos verticales de ajustes isostáticos, pudiéndose establecer el diferente carácter de los esfuerzos tectónicos en la región oriental y la central.

      – Existe una buena correspondencia de la información sobre el límite corteza-manto con los valores de las anomalías isostáticas residuales (AIR), que donde alcanzan sus mayores magnitudes está indicando un defecto de compensación que está en correspondencia con los mayores valores del gradiente horizantal máximo (GHM) de las AIR, donde se determinan también altos valores de las de los terremotos (según datos isostáticos). Estas regiones coinciden con zonas sismogeneradoras de terremotos.

      – Como excepción, la no correspondencia del límite corteza-manto dado por los datos del método de las ondas de cambio de los terremotos (MOCT) y la información isostática, ocurre en un tramo significativo del Perfil IV, donde las AIR son prácticamente cero y muy pequeñas las anomalías de Bouguer total (ABT), lo que nos hace pensar sobre la no buena estimación de los datos de MOCT en esta zona.

      – Quedó establecida la posibilidad de calcular el limite corteza-manto a partir de las AIR y el espesor isostático calculado para toda la región.

      – En la zona sur de los Perfiles I y Il, coincidente con el limite norte de la Placa Caribe se determinaron los mayores valores del GHM de las AIR, así como los altos valores de las AIR y positivos también de las ABT indican sobre el defecto de compensación, por lo que deben producirse movimientos tectónicos verticales debidos a ajustes isostáticos. Esta inferencia de carácter isostático se ve confirmada por estudios anteriores sobre mecanismos focales de terremotos que indican este tipo de movimientos.

      – Puede concluirse que en la zona del Macizo Escambray existe aún un cierto defecto de compensación, que puede provocar movimientos tectónicos verticales de ajustes isostáticos.

      – El establecimiento por primera vez en Cuba de las relaciones isostasia-sismicidad permiten afirmar que los estudios de sismicidad en nuestro pais deben considerar el campo de las anomalías isostáticas.