Modelización estructural de grandes fallas inversas en Marteimplicaciones en el conocimiento de la estructura y contracción de la litosfera

Resumen

El estudio de los relieves conocidos como escarpes lobulados en Marte y la caracterización estructural de las fallas inversas que los forman, permite ahondar en el estudio de la estructura de la litosfera marciana en el momento de su formación, ya que la profundidad de estas grandes fallas inversas en Marte se ha relacionado con la profundidad de la transición frágil-dúctil de la época en la que se formaron. Además, conocer cómo se acomoda la contracción en estas grandes fallas permite interpretar regionalmente la deformación que las produjo y su papel en el patrón tectónico de Marte. En la presente tesis doctoral se han estudiado Ogygis Rupes, Bosporos Rupes y Phrixi Rupes, localizados en Aonia Terra, y el sistema de fallas de Amenthes, en la Región de Amenthes, modelizando un total de doce fallas inversas. Estas estructuras presentan direcciones concordantes con los campos de esfuerzos asociados a las grandes provincias tectónicas adyacentes, sin embargo se formaron con posterioridad, durante el Noeico Tardío/Hespérico Temprano, junto con otras fallas asociadas a escarpes lobulados distribuidas por las tierras altas de Marte. La modelización de estos relieves proporciona una aproximación a los parámetros estructurales de las grandes fallas inversas subyacentes, atendiendo a que el relieve del escarpe lobulado está controlado por la geometría de la falla en profundidad. La modelización estructural se ha realizado usado tres métodos: (1) Cortes compensados por áreas, (2) método de dislocación mecánica, (3) combinación de los métodos de fault-parallel flow y trishear en una modelización 3D. Esto ha permitido comparar los resultados obtenidos y obtener conclusiones más robustas sobre la geometría del plano de falla, la profundidad de enraizamiento, el desplazamiento y las variaciones laterales de estos parámetros para las fallas estudiadas. Los resultados reflejan que las fallas inversas principales presentan un nivel de despegue profundo, entre 18 y 25 km, que concuerda con estudios previos en escarpes lobulados que datan de la misma época, apoyando que estas fallas atraviesan todo el dominio frágil de la corteza y se enraízan en una importante discontinuidad mecánica. Por otro lado, las fallas menores modelizadas presentan niveles de despegue someros (entre 2.3 y 13 km) que podrían indicar la existencia de pequeñas discontinuidades mecánicas dentro del dominio frágil de la corteza. Las morfologías 3D obtenidas para estas fallas reflejan un buzamiento constante entre 23 y 39° para los primeros kilómetros, que disminuye en profundidad con una geometría lístrica que enraíza en un nivel de despegue subhorizontal. Esto implicaría que el desplazamiento a lo largo del plano de falla es transmitido desde el nivel de despegue, siendo un valor representativo de la contracción horizontal acomodada por la falla. Consecuentemente, el acortamiento regional asociado a cada falla sería entre un ~6 y un ~30% mayor usando una falla lístrica que si este valor es calculado usando una falla con buzamiento constante en profundidad. La modelización del sistema de fallas inversas de Amenthes ha permitido obtener un valor de acortamiento regional que alcanza los ~5.5 km. Esto supone un acortamiento regional entre un 60 y un 200% mayor que el valor calculado previamente modelizando sólo la falla principal del sistema (Amenthes Rupes), reflejando la importancia de incluir fallas secundarias y subsidiarias en los cálculos de acortamiento asociados.