Evidencias geológicas, geomorfológicas y geofísicas de deformación asociada a la falla Cerritos y su implicación en el peligro sísmico de Morelia, Michoacán, México

Abstract

La falla Cerritos pertenece a la porción oeste del Sistema de Fallas Morelia-Acambay, ubicada al suroeste de la ciudad de Morelia, en el estado de Michoacán, México; es una zona con alta densidad de fallas activas con geometrías segmentadas y arreglos en échelon, donde se han desarrollado semi-grabens y grabens de dimensiones variables que inclusive influyen en el alineamiento y distribución del vulcanismo monogenético holocénico. En la superficie, estas fallas afectan unidades litológicas de edades miocénicas hasta suelos modernos. Debido a la peligrosidad sísmica que se ha reportado para algunas de las fallas de Morelia, se realizó un análisis interdisciplinario de la falla Cerritos, que había permanecido poco estudiada hasta la fecha. La falla Cerritos es una falla normal con una ligera componente lateral izquierda, una longitud de 12 km y un relieve topográfico bien definido de 130±5 m (100 m de desplazamiento visible + 30 m de desplazamiento subsuperficial obtenido por el estudio de resistividad invertida). Esta falla muestra un rumbo ENE-OSO (255°) y un echado de 76° hacia el NNO. En un afloramiento de la falla Cerritos, a unos cuantos metros del trazo de falla principal, se identificó una cuña coluvial con abundante materia orgánica, fechada con el método de radiocarbono en 3.37–3.21 cal ka AP. El análisis geológico y geomorfológico de la falla reveló que es una estructura tectónicamente activa, relativamente joven y con índices geomórficos que indican mayor actividad en su sector oriental. El escarpe y la acumulación de sedimentos lacustres en el bloque caído sugieren movimiento activo vertical (levantamiento y subsidencia, respectivamente) a lo largo de esta falla. Los resultados obtenidos mediante los análisis de sísmica de refracción, tomografía de resistividad eléctrica y magnetometría terrestre revelaron la geometría de la falla en profundidad, en donde sobresale la presencia de un plano principal lístrico y una zona de deformación en el bloque caído que se extiende en superficie hasta 75 m desde el pie del escarpe principal. Esta zona de deformación se caracteriza por la formación de anticlinales tipo roll-over y dos grabens de colapso crestal delimitados por estructuras secundarias, los cuales funcionan como depocentros de materiales clásticos y bloques caídos. Finalmente, el análisis de actividad y potencialidad indicó que esta estructura tiene tasas de desplazamiento de 0.03±0.01 mm/año, con desplazamientos verticales promedio de 0.5 m por evento, y un tiempo de recurrencia promedio de 16700 años. La Falla Cerritos tiene la capacidad de producir eventos de ruptura con magnitudes de Mw 6.2 a 6.6 por sí sola, o bien, puede interaccionar en un evento extremo con las fallas adyacentes Morelia y Cointzio, produciendo eventos de ruptura multi-falla con magnitudes de hasta Mw 6.9.