Estudian la Falla de Algeciras (Huila) para determinar amenaza sísmica en Colombia

El profesor Javier Idárraga García, del departamento de Física y Geociencias de la Universidad del Norte, y actual coordinador académico de la Maestría en Ciencias de la Tierra, participó como investigador y coautor del libro "Neotectónica y paleosismología de la Falla de Algeciras, Huila, Colombia", desarrollado por el Servicio Geológico Colombiano.

La Falla de Algeciras es una de las estructuras geológicas más importantes y peligrosas de Colombia, ya que ha producido grandes terremotos en el pasado geológico reciente, lo cual es de gran importancia para el modelo nacional de amenaza sísmica. Grupo Prensa conversó con el docente sobre la importancia de esta investigación, sus hallazgos e implicaciones para el modelo de amenaza sísmica de Colombia.

1. ¿Qué es la Falla de Algeciras y por qué es importante estudiarla?

En la región noroccidental de Suramérica existe un gran sistema de fallas, conocido como Sistema de Fallas Fronteriza de los Andes Orientales (SFFAO), que se extiende por aproximadamente 200 km, desde el Golfo de Guayaquil en Ecuador hasta la costa Caribe de Venezuela. En su paso por Colombia, el SFFAO recibe el nombre de Sistema de Fallas de Algeciras (SFA) y se extiende a través de los departamentos de Nariño, Putumayo, Cauca, Huila, Caquetá y Meta. Este sistema de fallas es una de las estructuras geológicas más importantes del noroccidente de Suramérica, ya que el denominado Bloque Norandino (el cual abarca todo el territorio colombiano al occidente de la falla) se está moviendo al nororiente con respecto a la Amazonía y Orinoquía a una velocidad de 8 mm/año aproximadamente. 

Los geólogos denominamos un sistema de fallas a un conjunto de segmentos discretos de falla que se presentan en una zona determinada y tienen el mismo comportamiento cinemático, es decir, se mueven de la misma manera como respuesta a un mismo campo de esfuerzos regional; generalmente dentro de un sistema de fallas se tiene una falla principal y otras secundarias. En el caso del SFA, la falla principal recibe el nombre de Falla de Algeciras, la cual fue la estructura objetivo principal de esta investigación. Actualmente existe evidencia contundente de que la Falla de Algeciras es una falla geológica activa, generadora de terremotos de magnitudes importantes, por lo que es de suma importancia estudiar su potencial sismogénico para avanzar en el conocimiento de la amenaza y riesgo sísmico en Colombia.

2. ¿Cómo fue la participación de Uninorte en la investigación liderada por el Servicio Geológico Colombiano?

El estudio de la neotectónica y paleosismología de la Falla de Algeciras fue un proyecto de investigación liderado por el Servicio Geológico Colombiano (SGC), a través de los grupos de Investigaciones Geodésicas Espaciales (Dirección de Geoamenazas) e Investigación en Geodinámica (Dirección de Geociencias Básicas), y tuvo el apoyo logístico de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC). Aparte de los investigadores del SGC, también se contó con la participación de científicos y colaboradores de otras instituciones colombianas y extranjeras, entre ellas la Universidad del Norte.

3. ¿Cuál fue su rol en el estudio?

El proyecto de la Falla de Algeciras empezó a ejecutarse en 2019 y, después de tener una suspensión obligada por la crisis de la pandemia de la covid-19, terminó con la publicación del libro a finales de 2022. Me atrevo a decir que esta investigación es la más completa al día de hoy de una falla geológica en Colombia, cuya metodología integró diferentes tipos de datos provenientes de múltiples disciplinas como el sensoramiento remoto, sismología instrumental e histórica, geofísica, geomorfología tectónica, paleosismología, entre otras.

En este contexto, mi participación en el proyecto fue, en un principio, liderar la construcción de la metodología general para estudios de neotectónica en Colombia. Adicionalmente, estuve involucrado en el análisis de sensores remotos (fotografías aéreas, imágenes satelitales, modelos digitales del terreno), con el fin de identificar y mapear rasgos del paisaje indicativos de que la falla es activa y se ha movido en el pasado geológico más reciente (análisis morfotectónico). Posteriormente participé en una campaña de campo en el departamento del Huila, entre los municipios de Pitalito y Garzón, donde hicimos el chequeo en el terreno de la cartografía morfotectónica e identificamos sitios específicos para hacer análisis más detallados. Finalmente, colaboré en la preparación del libro y de los artículos científicos que actualmente están en proceso.

4. ¿Qué tipo de técnicas y métodos se utilizaron para analizar la falla?

Una de las cosas más importantes de este estudio es que se aplicó una metodología multidisciplinar y multiescala, algo que no tiene muchos precedentes en Colombia cuando se han querido estudiar fallas activas. Cabe mencionar que el objetivo principal de la investigación era determinar y caracterizar los terremotos “grandes” que ha producido la falla en su historia más reciente (acá nos referimos básicamente a los últimos 10 mil años). Esta disciplina de la geología que se encarga de identificar y describir los terremotos prehistóricos (en ocasiones históricos también) es conocida como paleosismología. El método más tradicional de la paleosismología es hacer excavaciones o trincheras (como son conocidas entre los paleosismólogos) en un sector específico de la falla, donde los expertos tienen certeza de que muy probablemente se hallaran evidencias de la ocurrencia de terremotos en el registro geológico; las dimensiones de estas trincheras varían mucho, ya que depende de muchos factores, pero por ejemplo, las que se excavaron en este estudio tenían un tamaño de 4 m de ancho, 13 m de largo y 2,5 m de profundidad aproximadamente. Lo más interesante de esto es que el proceso de selección del sitio de la excavación de las trincheras es hasta cierto punto complejo, ya que para que sea exitoso se requiere un conocimiento relativamente bueno de la falla objeto de estudio. 

Para esto, en el proyecto de la Falla de Algeciras primero llevamos a cabo un análisis regional, entre Pitalito y Garzón (departamento del Huila), donde a partir de fotografías aéreas, imágenes satelitales y modelos digitales del terreno se hizo la cartografía de todos los segmentos de la falla y se identificaron rasgos en el paisaje que indican que la falla es activa. A partir de esto se seleccionaron sitios de interés para posterior chequeo en campo, también se hicieron sondeos geofísicos (tomografía eléctrica) y vuelos con dron para obtener imágenes del subsuelo y del terreno más detalladas. Con base en toda esta información, se eligieron dos sitios en la vereda Miraflores (municipio de Garzón) para la apertura de dos trincheras de exploración paleosismológica, cada una en un ramal diferente de la Falla de Algeciras. Una vez abiertas las trincheras paleosismológicas se hizo un proceso sistemático para el registro de toda la información geológica y estructural en cada una de las paredes de las excavaciones, lo cual incluyó la realización de un dibujo detallado a escala y muestreo de material datable, el cual permitió establecer el tiempo de la ocurrencia de los terremotos identificados, y reconstruir la historia paleosismológica de la Falla de Algeciras en este sector.

5. ¿Cuáles fueron los principales hallazgos del estudio?

Desde el punto de vista regional, este estudio permitió avanzar en el conocimiento del papel que juega la Falla de Algeciras en el movimiento del Bloque Norandino hacia el NE. Recordemos que este es un proceso tectónico muy lento (a la escala de observación del ser humano), de solo 8 mm/año aproximadamente. Se identificaron trazas de falla que no se conocían previamente y se hizo una descripción muy completa de su geometría y cinemática. Pero indudablemente los resultados de mayor impacto son los del análisis paleosismológico, donde se lograron identificar varios terremotos de magnitudes entre 7,2 y 7,4. En la trinchera llamada Potrerillos, excavada en el ramal Garzón, se diferenciaron tres paleoterremotos, con un periodo de recurrencia aparente de 500-600 años y con fechas de ocurrencia alrededor de 700 d.C., 1300 d.C. y 1815 d.C. Por su parte, en la trinchera llamada Miraflores, excavada en el ramal Tres Esquinas-Algeciras, se identificaron tres paleoterremotos en los últimos 3000 años, con fechas de ocurrencia en 1000 a.C., un penúltimo evento con fecha incierta y un último en el siglo XX. 

Algo muy interesante es que, preliminarmente, parece que ambos ramales de la Falla de Algeciras se han comportado de manera independiente desde el punto de vista sismogénico, es decir, cada uno tiene su propia historia paleosísmica. Por otro lado, en referencia al último sismo registrado, ambos ramales parecen haber producido un sismo histórico: el ramal Garzón parece responsable del sismo del 16 de noviembre de 1827, mientras que el ramal Tres Esquinas-Algeciras originó el del 6 de febrero de 1967. Es la primera vez que en Colombia se reporta la existencia de evidencia en el registro geológico de terremotos históricos.
 
6. ¿Por qué es importante conocer el pasado geológico de la falla y sus eventos sísmicos previos?

Los procesos de generación de terremotos por fallas geológicas son complejos y todavía es algo que los científicos no entendemos en su totalidad. Colombia, por el contexto geológico y tectónico en el que se encuentra, es muy propensa a sufrir eventos sísmicos de magnitudes importantes, potencialmente peligrosos, por lo cual estudiar esas fuentes sismogénicas es de suma importancia y urgencia. Muchas veces los modelos de amenaza sísmica se basan meramente en el registro de sismicidad instrumental (los terremotos registrados por redes de sismómetros y/o acelerógrafos) e histórica (aquellos eventos identificados a través de registros históricos, principalmente escritos); en nuestro país, la primera tiene una antigüedad de aproximadamente 30 años, mientras que el sismo histórico más antiguo registrado en Colombia es del año 1644. Teniendo en cuenta que la mayoría de las fallas geológicas activas tienen periodos de recurrencia de terremotos grandes de varios cientos de años, incluso de varios miles de años, la ventana de observación que proporciona la sismicidad instrumental e histórica es insuficiente para establecer con certeza el comportamiento sismogénico de una falla en particular. En este sentido, la única técnica que aumenta la ventana de observación hacia el pasado prehistórico (hasta varios cientos de miles de años) es la paleosismología, lo cual permite conocer la historia sísmica de la falla objeto de estudio, y al incorporar estos datos a los modelos de amenaza y riesgo sísmico, no solo los mejora y les disminuye la incertidumbre, sino que permite también hacer pronósticos -no predicción- hacia futuro para que la sociedad se prepare para convivir con las fallas y los terremotos.

7. ¿Cuáles son las implicaciones del estudio para el modelo de amenaza sísmica de Colombia?

El impacto directo de los resultados de este estudio es que estos deben ser incluidos en el modelo de amenaza sísmica para Colombia. Como lo mencioné anteriormente, nuestros datos permiten viajar en el pasado prehistórico de la falla y conocer los paleoterremotos que ha producido, los cuales han tenido magnitudes considerables, entre 7,2 y 7,4. En particular, nuestro estudio arrojó un conjunto de datos geológicos (por ejemplo, desplazamiento cosísmico por evento, tasa de desplazamiento promediada de la falla, longitud de ruptura cosísmica, tiempo transcurrido entre eventos, tiempo transcurrido desde el último evento, entre otros) que son muy importantes para el desarrollo de modelos de segmentación de falla y de recurrencia sísmica, los cuales constituyen el fundamento moderno del análisis probabilístico de la amenaza sísmica.

8. ¿Qué medidas pueden tomar las comunidades que viven cerca de la falla para prevenir o mitigar el impacto de un eventual terremoto?

Acá la clave es la educación, y eso es una cuenta pendiente que tenemos los geólogos, y en general los científicos, llevar en un lenguaje sencillo nuestros descubrimientos a la sociedad en general, mucho más si estos estudios tienen implicaciones en el bienestar de las personas y en el desarrollo del país. Una de las actividades más bonitas del proyecto fue la socialización que se hizo del mismo a las comunidades aledañas a los sitios de las excavaciones de las trincheras paleosismológicas. Esto fue realizado por los investigadores del Servicio Geológico Colombiano, quienes explicaron el significado de que la falla pase por su territorio y las implicaciones en cuanto a la probabilidad de un terremoto. Así mismo, el Servicio Geológico Colombiano tiene planeado hacer la socialización del proyecto a las entidades territoriales de la zona de influencia de la falla, específicamente a los grupos encargados de la gestión del riesgo de desastres. Definitivamente el tema de la comunicación a las comunidades y entidades gubernamentales es algo en lo que tenemos que mejorar mucho en el corto plazo.

9. ¿Cómo se espera que este estudio impacte la investigación y la gestión de riesgos sísmicos en el Caribe colombiano?

En Colombia tenemos una deuda histórica con las fallas activas y potencialmente activas: ¡no las hemos estudiado! Es increíble que terremotos desastrosos, como el de Popayán en 1983 (250 muertos y 1500 heridos, 4964 construcciones destruidas y 13796 viviendas con daños muy graves) y el del Eje Cafetero en 1999 (el número total de muertos se calculó en 1185, 8536 heridos, 35972 viviendas quedaron totalmente destruidas o inhabitables, 6408 fincas cafeteras con daños, y un daño general cuantificado en $2,7 billones de pesos, equivalentes a 2,2 del PIB del año 1998.), todavía no tengan completamente establecida la falla específica causativa. En cuanto al Caribe colombiano, tenemos el terremoto del 22 de mayo de 1834 de magnitud 6.4, el cual causó graves daños principalmente en la ciudad de Santa Marta, donde colapsaron casas e iglesias y otras quedaron averiadas. No sabemos qué estructura causó este sismo, pero la localización propuesta para éste es en la zona de influencia de dos fallas de importancia regional: la Falla de Santa Marta y la Falla de Oca, las cuales se extienden a través de los flancos occidental y norte de la Sierra Nevada de Santa Marta, respectivamente. Estas dos estructuras no han sido muy estudiadas, pero sí sabemos que son activas y tienen potencial sismogénico, sumado a que se encuentran cerca de varias ciudades capitales densamente pobladas como Riohacha, Santa Marta, Barranquilla y Cartagena. Por lo tanto, es urgente que en nuestro país se implemente una línea de investigación sistemática en neotectónica, tectónica activa y paleosismología que asegure que estudios como el de la Falla de Algeciras continúe en el futuro y se replique en otras fallas.

10. ¿Cuáles son los próximos pasos en la investigación sobre la Falla de Algeciras y la prevención de riesgos sísmicos en Colombia?

Como mencioné al principio, la Falla de Algeciras hace parte de un gran sistema de fallas que se extiende desde Ecuador hasta Venezuela. En este estudio se analizó el sector central de la falla en su paso por Colombia, así que queda mucho trabajo por hacer. Específicamente se deben hacer exploraciones paleosismológicas en otros segmentos o ramales de la falla, en sitios que ya fueron identificados en este proyecto y en otros que se identifiquen en diferentes sectores de la falla, especialmente hacia el norte en el departamento del Meta y al sur, en los límites de los departamentos de Huila y Cauca, así como en Putumayo y Nariño. En cuanto a la prevención, se debe hacer más investigación básica sobre las fallas geológicas activas, ya que es imposible tener un modelo de amenaza sísmica robusto y confiable, si no se conocen las fuentes de los terremotos. Esto debe ir ligado a programas de socialización y educación de la sociedad ante la ocurrencia de eventos sísmicos, y de implementación de estrategias para tener y hacer cumplir la norma de construcción sismorresistente.

* Todas las imágenes de esta nota fueron tomadas del libro “Neotectónica y paleosismología de la Falla de Algeciras, Huila, Colombia”, el cual puede ser descargado gratuitamente a través del siguiente link: https://libros.sgc.gov.co/index.php/editorial/catalog/book/96

Gómez-Hurtado, E., Aguirre-Hoyos, L. M., Diederix, H., Audemard M., F. A., Mora-Páez, H., Bohórquez-Orozco, O. P., Muñoz, O. F., González, D. A., López-Isaza, J. A., Escobar-Rey, L. K., Martínez-Díaz, G. P., Ramírez-Cadena, J., Idárraga-García, J., López-Herrera, N. R., Barragán, W., Tique, Y. P., Fonseca, H. A., Jiménez, J. A., & Plazas-Ruiz, J. M. (Eds.). (2022). Neotectónica y paleosismología de la Falla de Algeciras, Huila, Colombia (Vol. volumen 44). Libros del Servicio Geológico Colombiano. DOI: https://doi.org/10.32685/9789585399389