El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) junto con instituciones científicas internacionales como el laboratorio francés Géoazur, el Instituto KIT (Karlsruher Institut fur Technologie) de Alemania y las universidades Lehigh y Arizona de los Estados Unidos se encuentran desarrollando el proyecto científico HIPER con el objeto de mejorar el conocimiento de los procesos físicos que contralan el comportamiento de la zona de subducción, es decir, entender cómo se generan los sismos grandes, en particular estudiar las características de la zona de ruptura del Terremoto de Pedernales de abril de 2016 de magnitud 7.8 Mw.

Se debe recordar que, frente a las costas del país, la placa oceánica de Nazca choca y se subduce (introduce) por debajo de la placa continental Sudamericana. En la zona de contacto entre las dos placas y de igual forma en el interior de las dos placas se acumula deformación debido a este choque. Esta deformación acumulada se libera en forma de pequeños sismos o a través de terremotos grandes generando ondas sísmicas, o también en forma de desplazamientos que duran varios días o meses, llamados sismos lentos o silenciosos, que no generan ondas sísmicas.

Para realizar este estudio, el barco francés de investigación sísmica Atalante lanzará estaciones sísmicas en el fondo del mar (OBS) y realizará disparos a lo largo de unas trayectorias (líneas sísmicas) con un cañón de aire comprimido frente a las costas. Las ondas sísmicas generadas serán registradas tanto por los sensores en el mar como por más de seiscientas estaciones sísmicas en tierra, lo que permitirá determinar en 3 dimensiones la estructura del subsuelo en la zona de estudio y la presencia de fallas secundarias o fallas superficiales inducidas por la deformación que genera el choque de las placas.

La instalación de los equipos sismológicos en tierra comenzó 10 de marzo, labor realizada por personal del IG-EPN en la zona del estudio, y los equipos permanecerán en el terreno por un período de un mes o en el caso más extenso hasta septiembre de 2022. Este es el mayor número de estaciones sísmicas que se han instalado en el país en toda su historia (Figura 1).

Figura 1. Mapa con la ubicación de las líneas sísmicas en el mar y los sensores sísmicos a instalarse en el continente.

Los días 25 y 26 de febrero de 2022 docentes del Instituto Geofísico y 20 estudiantes de la EPN de la Facultad de Geología, Minas y Petróleos inscritos en la materia de Riesgos Geológicos, dictada por la Msc. Patricia Mothes y la materia de Fenómenos de Remoción en Masa, dictada por la Dra. Silvia Vallejo y la Ing. Alexandra Orozco, efectuaron una gira de observación a lo largo de la vía Quito-Lago Agrio hasta el sector de Piedra Fina en la provincia de Napo, para realizar observaciones de aspectos geológicos a lo largo de la ruta, pero especialmente de la erosión regresiva del río Coca, poder entender la complejidad del fenómeno y poder aportar con criterios que permitan mantener funcionando en la zona la infraestructura vial y petrolera. Los ex-colaboradores del IGEPN, MSc. Patricio Ramón y el Dr. Minard L. Hall, también acompañaron al grupo y aportaron con sus conocimientos.

La gira inició en Cumbayá, donde se constató la ruta del tránsito de lahares del volcán Cotopaxi en el cauce del río San Pedro, luego se observaron capas estratigráficas en el cañón del río Chiche y posteriormente se remontó la Cordillera Real donde igualmente se efectuaron observaciones de la estructura volcánica Chacana (Fotos 1 a-c y 2 a-c).

Foto 1a: Explicación en las orillas del río San Pedro sobre el tránsito de lahares del volcán Cotopaxi en el Chaquiñán de Cumbayá. Foto 1b-c: Explicación de los afloramientos cerca del puente viejo del río Chiche, Tumbaco.

Fotos 2a – b: Los estudiantes y sus profesores en las cercanías de Pifo y en el Paso de la Virgen, límite provincial entre Napo y Pichincha, donde se comentó sobre el volcán-caldera Chacana, sus sectores más importantes y el aporte de la región de Chacana para el suministro de agua potable de Quito.

En la zona de Cuyuja se presentó la grandeza del flujo de lava más extenso del país (73 km), el que se desplazó desde el flanco SE del volcán Antisana hasta Gonzalo Díaz de Pineda en el río Quijos (Foto 3). También se observaron zonas de deslizamientos continuos asociadas a las formaciones metamórficas de la Cordillera Real.

Foto 3: Explicación sobre el flujo de lava “Cuyuja”, en el pueblo del mismo nombre.

En las cercanías de la hidroeléctrica Coca-Codo Sinclair, los profesores describieron los estragos causados por los terremotos del 05 de marzo de 1987 (Mw 6.1 y 7.1), cuyos epicentros fueron al nor-oeste del volcán Reventador. Como resultado de los fuertes sacudimientos registrados, enormes deslizamientos descendieron por los taludes de la cordillera, elevando hasta 25 metros el calado de los ríos Salado y Coca, destruyendo el puente sobre el río Salado y el de Lumbaqui y causando la mortandad de aproximadamente 1500 personas (Foto 4 a y b).

Foto 4 a-b: Profesores A. Orozco, S. Vallejo, P. Mothes y P. Ramón y estudiantes en el puente sobre el río Salado, vista al occidente.

Foto 5 a-c: Vistas del río Coca y su inmenso cañón en las cercanías de Piedra Fina. La mayoría de material que se erosiona es roca triturada no consolidada, producto de una avalancha del volcán Reventador hace miles de años.

Luego de las explicaciones de los profesores a las numerosas preguntas de los estudiantes, ellos comprendieron adecuadamente las razones de la erosión regresiva en el río Coca, ocurrida posterior a la desaparición natural de la cascada San Rafael, así como la poca resistencia de las capas no consolidadas de avalancha del volcán Reventador que afloran en la zona. Luego del colapso de la cascada, el río busca su equilibrio y la profundización del cañón y la gran apertura del mismo es la evidencia más clara de este fenómeno. Se retornó a Quito en la tarde del 26 de febrero sin incidentes y con buenas experiencias de todos los participantes.

Se agradece a la Escuela Politécnica Nacional (EPN), por la provisión de un bus para el transporte de todo el personal y también a la destreza del conductor, Sr. Pablo Peraguachi, quien tuvo que manejar en condiciones muy lluviosas en caminos angostos.

PM, PR, SV, GPM
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Entre el 15 y el 19 de febrero de 2022, en el marco del Proyecto “HIP Preparativos Sangay” financiado por la Oficina de Ayuda Humanitaria y Protección Civil de la Comisión Europea (ECHO) y ejecutado por el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD), técnicos del IG-EPN llevaron a cabo la recolección de ceniza y el mantenimiento de la red de cenizómetros (recolectores de ceniza) ubicados en las comunidades al occidente del volcán Sangay, en la Provincia de Chimborazo (Fig. 1). Adicionalmente se realizó un taller de capacitación en la comunidad de Chauzan San Alfonso, parroquia de Palmira, cantón Guamote para preparar la población ante eventos como caída de ceniza y terremoto. El objetivo de este proyecto es minimizar los efectos negativos sobre la salud y los medios de vida.

Foto: Iglesia Matriz del Cantón Guamote.

La subducción ecuatoriana, donde la placa oceánica de Nazca se introduce por debajo del continente Sudamericano, es muy compleja. En esta zona se generan mega terremotos como los ocurridos en 1906 (Mw=8.6-8.8), 1942 (Mw=7.8), 1958 (Mw=7.7), 1979 en el límite Ecuador-Colombia (Mw=8.1) y el reciente Terremoto de Pedernales en abril/2016 (Mw=7.8). Sin embargo, no es la única forma de liberación de la deformación acumulada en el contacto de las placas; también se producen los denominados sismos lentos o eventos de deslizamiento lento (SSE por sus siglas en inglés). Este tipo de eventos, a diferencia de los terremotos usuales (duraciones de segundos a minutos), liberan la deformación en períodos de tiempo relativamente largos (días, meses e incluso años) y pueden estar acompañados por la generación de enjambres sísmicos. Hasta, la actualidad no se ha definido con claridad, cuál es la causa de estas diferencias, pero se ha hipotetizado que la circulación de fluidos (entre otros) en la superficie de contacto de las fallas juega un rol importante en el dinamismo (súbito o lento) de las fallas al momento de la ruptura.

Figura 1. Mapa de acoplamiento intersísmico de la margen norte de Ecuador. Las líneas blancas entrecortadas indican las zonas de rupturas de los megaterremotos reportados en la zona, cuyos epicentros están marcados por las estrellas. Las curvas verdes y azules indican las zonas de rupturas del terremoto de Pedernales (2016) y un SSE frente a Esmeraldas (2014), respectivamente.

En días pasados, miembros del Instituto Geofísico y de la Escuela Politécnica Nacional realizaron una visita al volcán Caldera de Chalupas, con una duración de tres días. Durante la campaña, los técnicos recibieron las facilidades logísticas de hospedaje y caballos por parte de la Hacienda Yanahurco para realizar los trabajos.

Fotografías 1 y 2: El entorno de la Caldera de Chalupas.