Revista Geológica de América Central

Soil classification based on spectral ratios where Central American accelerographic stations are located. Cases of El salvador, Nicaragua and Costa Rica

This research applies a common soil classification for sites where most of the Central American accelerographic stations are located. It is very necessary to adopt a uniform classification procedure for all sites, because usually the information provided by local agencies (accelerographic network administrators) is incomplete or based on subjective interpretations read from maps or observation of the surface geology. Moreover, precise knowledge of the soil type in which accelerograms are recorded is essential to validate the records for future researches. It was considered the information provided by each local agency to assign the soil type for each site, as well as the USGS (U.S. Geological Survey) Vs30 map and it was followed the procedure proposed by Zhao et al. (2006) based on the calculation of spectral average ratios of the horizontal component on the vertical, obtained from all available records at each station. Finally, it is assigned a score to each site according to coincidence or not of different mentioned classification criteria. 134 station sites were studied, which received the following qualification: A (26%), B (32%), C (17%) and D (25%), being A the best category and D the worst one. Only few stations were classified as S I (rock) and S IV (soft soil). Comparing the spectral ratios obtained by other authors for Japan, the amplifications obtained in the present study tend to be lower in almost the whole range of periods for the four considered soil types.

En esta investigación se aplica un método de clasificación de suelos común para los sitios donde se ubican la mayoría de las estaciones acelerográficas de América Central. Se ha evidenciado la necesidad de aplicar un procedimiento de clasificación homogéneo para todos los emplazamientos, debido a que generalmente la información que aportan las agencias locales (administradores de las redes acelerográficas), es incompleta o subjetiva, basada en interpretaciones de mapas o solamente en la observación de la geología superficial. Por otro lado, el conocimiento preciso del tipo de suelo en el cuál se registran los acelerogramas es fundamental para el uso de esos registros en el desarrollo de investigaciones. Para la asignación del tipo de suelo se consideró la información aportada por cada agencia local, así como mapas de Vs30 propuestos por el USGS (US Geologiva Survey) y se sigue el procedimiento propuesto por Zhao et al. (2006), que se basa en el cálculo del promedio de las razones espectrales de la componente horizontal sobre la vertical, obtenidas a partir de todos los registros disponibles en cada estación. Finalmente, se le asigna una calificación a cada sitio según la coincidencia o no de los distintos criterios de clasificación considerados. Se estudiaron 134 emplazamientos de estaciones acelerográficas, que obtuvieron las siguientes calificaciones: A (26%), B (32%), C (17%) y D (25%), siendo A la mejor categoría y D la más deficiente. Se obtuvieron pocas estaciones clasificadas como S I (roca) y S IV (suelo blando). Al comparar las razones espectrales con las obtenidas para Japón por otros autores, las del presente estudio tienden a ser menores en casi todo el rango de periodos para los cuatro tipos de suelo considerados.

Soil amplification factors in terms of period derived from regressions using Costa Rican data set

Amplification factors for two soil types and 23 periods were obtained, using accelerographic records and their correlation with seismic parameters and local geology related to the site for Costa Rica. The factors were obtained from regressions between PSA (pseudo spectral acceleration) for 5% damping as the dependent variable and three independent variables: magnitude, hypocentral distance and soil type at each site, defined as S II (hard soil) and S III (medium to soft soil). It was assumed that the condition S I (rock) does not amplify seismic waves in the range of periods defined. Factors obtained for S II shows an almost constant value throughout the range of periods for the three different data sets considered (subduction, crustal or crustal + subduction combined) and compared with amplifications obtained by other authors, especially for Japan. For S III, amplification factors obtained in this investigation for the entire data set (subduction + crustal origin) are clearly higher than those proposed by other authors for Japan, mainlyabove period of 0.4 s.

Se obtuvieron los factores de amplificación para dos tipos de suelo y 23 periodos, usando registros acelerográficos y su correlación con datos sismológicos y la geología local asociada al sitio, para Costa Rica. Fueron obtenidos a partir de regresiones entre el PSA (pseudo aceleración espectral) para el 5% de amortiguamiento como variable dependiente y tres variables independientes que son: la magnitud, la distancia hipocentral y el tipo de suelo en cada emplazamiento, definido como S II (suelo firme) y S III (suelo medio a blando). Se partió del supuesto de que la condición S I (roca) no amplifica las ondas sísmicas en el rango de periodos definido. Los factores obtenidos para S II muestran un valor casi constante en todo el rango de periodos, tanto para los tres distintos grupos de datos considerados (subducción, cortical o subducción + cortical combinados), como si se comparan con amplificaciones obtenidas por otros autores, en especial para Japón. Para suelo S III, los factores obtenidos en la presente investigación para todo el conjunto de datos (subducción + cortical) son evidentemente superiores a los propuestos por otros autores para Japón, principalmente a partir de 0,4 s.

Macroseismic analysis of Buena Vista earthquake, Pérez Zeledón; July 3, 1983 (M_s = 6.1), Costa Rica

This research integrates information from documents and testimonies about the effects of the Buenavista Earthquake, July 3rd 1983 (Ms = 6,1) in Costa Rica. From this documentation, it has been possible to reconstruct a local intensity map, and furthermore to understand the perception and social representations that the population draw as explanations about the earthquake source. Maximum intensities occurred northward of Rivas town (VIII-IX), showing an elongated pattern striking NNW. The integration of all primary and secondary information which has been taken and analyzed, suggests a seismic source striking E-W or NW-SE, located north of Buenavista town. The social interpretations to explain the Buenavista Earthquake were focused on “divine punishment” (“the final judgement”), volcanic activity or collapsing caverns.

Esta investigación integra información documental y testimonial sobre los efectos del Terremoto de Buenavista, del 3 de julio de 1983 (Ms = 6,1), con la cual ha sido posible reconstruir el mapa de intensidades local y, además, entender la percepción y las representaciones sociales que las poblaciones asumieron como explicaciones al terremoto. Las intensidades máximas entre VIII y IX que ocurrieron hacia el norte de Rivas, muestran una elongación en dirección aproximada NNW - SSE. La integración de toda la información primaria y secundaria recopilada y analizada, sugiere una fuente sísmica en dirección E-W o NW-SE ubicada al norte de la población de Buenavista. Las representaciones sociales giran en torno al castigo divino (juicio final), actividad volcánica o colapso en cavernas, para explicar el origen del terremoto.

Stratigraphy and tectonic of northeast part of Dota quadrangle (1:50 000), Costa Rica

The studied area belongs to the Térraba basin. The stratigraphy is represented by the following units: The Tulín Formation is composed by gabbros and pillow lavas with geochemistry similar. The pillow lava has vesicular and microdolerite texture. There are basaltic lavas interbedded with epiclastic sediments. The age of this formation is Upper Cretaceous to Basal Eocene. Descartes Formation was defined by first time in this area. The formation is composed by interbedded sandstones and mudstones. The colors of the rocks are black, red and greenish pink. The strata beds are good with centimetric laminations, but they are massive strata beds; locally the sequence present hydrothermal alterations and the rocks become light green color. The age is Late Paleocene using the Morozovella velascoensis foraminifera. Caraigres Formation belongs to the Valle Central Basin. It is composed by interbedded sandstones and mudstones, with black and gray color, the volcanic influence is common. The age of the formation is Oligocene to Basal Miocene. The geologic contact between Caraigres Formation and Descartes formations probably transitional. Curré Formation is composed by fine and coarse black sandstones, mudstones and dark grey volcaniclastic conglomerates. The conglomerates has metric packages with good stratification or interbedded with sandstones. The age is Middle Miocene. Grifo Alto Formation consists of porphyritic andesites with plagioclases, pyroxenes, amphiboles phenocrysts and porphyritics basalts with augite. It is possible to find fine and coarse weathering tuffs, and hydrothermal alteration. The age of this formation is Pliocene to Pleistocene. Altos Chiral Lacustrines Deposits are defined by first time in this study like a new geologic unit. It is composed by orangized mudstones. It is not consolidated and it overlays Descartes Formation by angular unconformity. The outcrops are near Altos Chiral and Alto San Juan, to the west of San Marcos de Tarrazú. The age of this new unit probably is Plio-Pleistocene? Alluvial Terraces consist of alluvial deposits, with metric blocks of different kind of volcanic rocks. Some blocks have hydrothermal alteration. The outcrops are near San Marcos, Sta. María, Copey and Londres and Naranjito near Quepos. The study area presents a strong tectonic influence, the deformation started with reverse faults which were subsequently cut by transcurrent faults. The most important fault is Paquita-Chonetera fault, which expose the Descartes Formation.

La zona de estudio muestra la estratigrafía de la Cuenca Térraba, que se describe a continuación: La Formación Tulín está representada principalmente por gabros y basaltos vesiculares en almohadillas con texturas microdolerítica y geoquímicamente similares. Se observan intercalaciones de coladas basálticas con lentes de sedimentos epiclásticos. Se describen pequeños stocks de gabros de textura doleríticas. Su edad es Cretácico Superior al Eoceno Inferior. La Formación Descartes fue definida por primera vez en esta área. Está compuesta por intercalaciones centimétricas a decimétricas de areniscas y lutitas color negro y rojo a rosado verdoso. La formación se encuentra bien estratificada con buena laminación pero también puede encontrarse estratificación masiva. Localmente poseen una fuerte alteración hidrotermal que le confieren un color verdosa. Es datada como Paleoceno Tardío basado en el microfósil Morozovella velascoensis. La Formación Caraigres corresponde a la cuenca del Valle Central, está compuesta por intercalaciones de areniscas y lutitas, color gris a negro con influencia volcánica. Su edad es Oligoceno-Mioceno Inferior Basal. Aunque el contacto inferior no fue observado, las evidencias de campo hacen suponer que el contacto Caraigres y Descartes es de carácter transicional. La Formación Curré está compuesta por areniscas negras finas a gruesas, lutitas y conglomerados grises oscuros volcaniclásticos intercalados. Estos conglomerados forman paquetes métricos bien estratificados o se presentan como laminaciones intercaladas dentro de areniscas. Su edad correspondecon el Mioceno Medio. La Formación Grifo Alto se compone de andesitas porfiríticas con fenocristales de piroxenos, anfíboles y plagioclasas además de basaltos porfiríticos con augita. También se han observado tobas finas y gruesas muy meteorizados. Todos estos depósitos pueden tener alguna alteración hidrotermal ya sea piritizaciones y/o arcillitizaciones. Edad es Plioceno-Pleistoceno. Depósitos Lacustres Altos Chiral se definen por primera vez como una unidad nueva en la estratigrafía nacional. Estos lacustres se componen de depósitos arcillosos, café anaranjados, poco consolidados y sobreyacen en discordancia angular sobre la formación Descartes. Los depósitos lacustres afloran en los Altos Chiral y Alto San Juan al oeste de San Marcos de Tarrazú. Edad probable Plio-Pleistoceno(?). Terrazas aluvionales corresponden con depósitos aluvionales compuestos por fragmentos métricos de composición variada, aunque principalmente volcánicos. Los bloques pueden presentar fuerte alteración hidrotermal. Estos depósitos , se localizan en la zona de San Marcos, Sta. María, Copey y los poblados de Londres y Naranjito en Quepos. La zona estudiada presenta una fuerte fracturación por fallas inversas y transcurrentes. La deformación se inició con fallas inversas, las que posteriormente fueron cortadas por fallas transcurrentes. La falla transcurrente mas importante es la falla Paquita-Chonetera , ésta afecta las secuencias sedimentarias dejando expuesto el Paleoceno.

Morfometry in San José del Cabo Hidrologic Basin, South Baja California, México

The San José del Cabo basin is located in the southern tip of the Baja California peninsula in México. The basin is one of the largest in the state and is considered the major water source for the state. The aquifers and wells that supply water to the urban and tourist areas are in the lower areas (alluvial plains) of the basin; however the aquifers recharge takes place in the mountain region. A crystalline complex basement made of igneous and metamorphic rocks characterizes the mountain region. Landsat ETM image analysis, aerial photographs, and digital elevation models were used to map the geomorphology, geology and structures in the basin. Structural features such as linear and curvilinear lineaments and andesitic dykes were obtained from digital elevation model analysis. Morphometric parameters and structural features analyses from seven sub-basins were obtained to determine recharge areas to the San Jose del Cabo watershed. A well-fractured system developed in the mountain region exhibits good conditions for primary recharge. The results show that Landsat image and digital elevation model analysis provide a viable source of data and information for mapping and delineating areas of recharge and discharge on a regional scale.

La cuenca hidrológica-forestal de San José del Cabo, localizada al sur de la península de Baja California, México, es la de mayor extensión en el estado de Baja California Sur y es considerada como una de las principales fuentes de recursos hídricos. Los acuíferos que suministran agua a las áreas turísticas y urbanas están en las partes bajas (planicies aluviales) de la cuenca. Un complejo cristalino constituido por rocas ígneas y metamórficas caracteriza la región montañosa de la cuenca. Análisis de imagen Landsat ETM, fotografías aéreas y modelo digital de elevación fueron usados para cartografiar la geomorfología, geología y desarrollar un análisis morfométrico en la margen occidental de la cuenca. Rasgos estructurales tales como alineamientos rectos o curvilíneos y diques fueron obtenidos del modelo digital de elevación. Parámetros morfométricos y análisis estructural de siete subcuencas se derivaron para determinar áreas potenciales de captura hacia la Cuenca Hidrológica de San José del Cabo (CHSJ). Del análisis se identificó que la captura toma lugar en la parte serrana de la cuenca, dentro del basamento cristalino a través de un sistema de fracturamiento interconectado. Se proponen dos subcuencas como las principales áreas de recarga hacia la CHSJC. Los resultados muestran que la investigación con imagen Landsat y el modelo digital de elevación proporcionan, una fuente acertada de datos e información para la identificación de áreas de recarga y descarga a una escala regional.

Petrographyc studies from mayan ceramics, Late Classic (600-900 a.d.), Chinikiha, Chiapas, Mexico

Chinikiha is a Maya archaeology place from Classic period (250-900 a.D.); it is located in Chiapas and Tabasco States, Mexico. Chinikiha has at least 120 monumental structures, palace type and pyramidal structures. The petrography studies of 21 ceramic samples, shows: a) Siliciclastic pastes (with 45,5- 84,5% matrix, the average is 69,19%) and b) carbonated pastes (with 18-64% matrix, carbonate 79%, the average 30,5%). The carbonated pastes has grain support but the silicoclastic pastes has matrix support. The earliest Mayan-ceramic pastes are carbonates compounds but later, they were changed by siliciclastic compounds. The technologyc changes probably occurred when the Mayan decided to change the carbonated pastas by siliciclastic pastes.The Chinikihá pots, are 80% made using siliciclastic pastes, with mica. The ceramic-fire temperature probably did not reach 950°C, instead the carbonated pastes probably did not 800°C. If the raw material was not imported, probably the rock source coming from Eocene sandstones or lutites rocks or Miocene sandstones or both. Furthermore, the volcanic shards found in the thin sections, possible coming from volcanic soils, for instance, Chichon volcano-tuffs deposits. Some pastes shows the diatoms fossils. The raw source, probably, come from fresh water lakes.

Chinikihá, es un sitio arqueológico maya del Clásico (250-900 d.C.), ubicado en la región occidente de la zona maya, en el territorio mexicano de la cuenca media del río Usumacinta en los estados mexicanos de Chiapas y Tabasco. En el área se ubican al menos 120 estructuras, y comprende desde edificios monumentales tipo palacio hasta estructuras piramidales. Para los estudios petrográficos de cerámicas, se analizaron 21 muestras de fragmentos. Los resultados de las secciones delgadas analizadas en Chinikihá muestran dos tendencias de componentes base: a) los componentes silicoclásticos (con 45,5 al 84,5% de matriz arcillosa con un promedio de 69,19%) y b) el componente carbonatado con un contenido de matriz arcillosa entre el 18 al 64 % , el promedio es de 30,5% y carbonato de hasta 79% . El soporte por matriz es más notorio en las pastas silicoclásticas, mientras que las pastas carbonatadas tienen a tener un soporte por grano. Se considera que las pastas cerámicas carbonatadas fueron las más tempranas, luego dichas pastas fueron sustituidas por las silicoclásticas. El cambio tecnológico y de mentalidad en el uso de cerámicas, probablemente ocurrió al sustituir las pastas carbonatas por pastas silicoclásticas. Para este análisis, el 80% de las cazuelas de Chinikihá proceden del grupo silicoclástico con micas dominantes. Las temperaturas de cocción de las cerámicas silicoclásticas probablemente no superaron los 950°C, mientras que las cerámicas carbonatadas no pudieron alcanzar los 800°C. Si la materia prima para la manufactura de las cerámicas no fue importada, se infiere que el origen esta materia prima puede ser las areniscas y lutitas del Eoceno, o bien las areniscas de edad Miocena, o ambas. Además, las esquirlas de vidrio observadas, posiblemente procedieron de las tierras volcánicas, por ejemplo, las tefras del volcán Chichón. Algunas pastas presentan fósiles de diatomeas, lo que hace pensar que probablemente la fuente de la materia prima arcillosa estaba cercana a lagos o lagunas de agua dulce.

Geo-archaeology of Monumento Nacional Guayabo, Turrialba, Costa Rica

The geoarchaeology evaluation of the Monumento Nacional Guayabo (M.N.G.) shows the following problems: the water, with pH 5,5-6,0 or 7, flows over the rocks paths, it is a chronic problem, the cause could be springs, aqueduct collapse, poor soil infiltration. The low pH, could cause colored precipitates. The abundant flora, like lichens, have covered the rock and other geoarchaeological features. The lichens could damage the lithic and glyphs. The geological study, shows regional and big landslides, but the M.N.G. seems to be stable and there are not in the Monument itself. The petrography shows a basaltic-andesite rocks with glass matrix. It means that the rock is easily eroded. The fluidal texture produces natural laminations. It is means no harmful rocks just it is a natural feature.

La evaluación geoarqueológica del Monumento Nacional Guayabo (M.N.G.) mostró, lo siguiente: problemas con aguas de inundación pasiva, con pH bajos de 5,5-6,0 hasta 7, en las calzadas, lo cual parece ser un problema crónico, la causa puede ser descargas de manantiales, colapso del acueducto o pobre infiltración de suelo. Proliferación descontrolada de líquenes que ya han cubierto por completo rocas y objetos arqueológicos, probablemente los líquenes son encostrantes deteriorando la lítica. Desde el punto de vista geodinámica externa, se han observado deslizamientos de tierra y roca. El sitio M.N.G, no tiene evidencia de deslizamientos recientes y se encuentra asentado en un área estable. La petrografía muestra que las rocas son andesitas-basálticas con mucho vidrio en la matriz y de textura fluidal, lo cual generan laminaciones y lajamientos, tales rasgos no deben ser necesariamente interpretados como lítica en deterioro.

Mammalia, Xenarthra (Cingulata) New records and confirmation of Pachyarmatherium Leiseyi Downing & White, 1995 record at Buenos Aires of Palmares, Alajuela province, Costa Rica

New scute remains of Cingulata recovered from the Upper Cenozoic of Buenos Aires de Palmares locality are described. The small osteoderm founds confirms the presence of the Pachyarmatherium genus and its North American species at southern Central American. Besides, its association with the giant scutes of Glyptotherium arizonae permits to deduce a Late Blancan to Early Irvingtonian age.

Se describen nuevos restos de osteodermos de cingulados procedentes de la localidad Cenozoica tardía de Buenos Aires de Palmares, los hallazgos de las formas pequeñas confirman la presencia del género Pachyarmatherium y de su especie norteamericana en el sur de América Central. Además, su asociación con osteodermos gigantes de Glyptotherium arizonae permite deducir una edad Blancano Tardío - Irvingtoniano Temprano.

The “Tambla” (Humuya) Gomphothere (Honduras): The first report of fossil vertebrates in Central America

In 1858, American geologist Joseph LeConte published the first scientific report of vertebrate fossils (mastodon, bison and horse) from Central America a brief record of a “mastodon bed” near the old village of Tamblain Honduras. In 1859, American archaeologist Ephraim George Squier also mentioned these fossils, illustrating a lower jaw fragment with a molar and providing specific clues to the location of the bonebed. J. M. Dow subsequently gave a gomphothere molar from the locality to Joseph Leidy at the Academy of Natural Sciences in Philadelphia , USA. Leidy published on the fossil, which still remains in the collection of the Academy, as Mastodon ohioticus” or as M. andium, and it was later referred to Rhynchotherium by Osborn and others. This molar is best identified as Cuvieronius hyodon, and the bonebed from which it was derived is near the modern village of Humuya (Tambla in the 1800s), not near the village currently called Tambla. The Tambla “mastodon bed” has never been relocated, though data provided here should make that possible. Its discovery in the 1850s did not encourage further exploration for vertebrate fossils in Honduras, probably because “mastodon” fossils were already commonplace in the USA, so the Tambla bonebed did not constitute a remarkable discovery.

En 1858, el geólogo estadounidense Joseph LeConte publicó el primer reporte científico de una fósil vertebrado en América Central, registrado como una “capa de mastodonte” cerca del pueblo de Tambla en Honduras. En 1859, el arqueólogo estadounidense Ephraim George Squier también mencionó estos fósiles, ilustrando un fragmento de la mandíbula inferior con un molar y aportó las claves específicas de la localización de la capa de huesos. J.M. Dow subsecuentemente donó el molar de mastodonte a Joseph Leidy, de la Academia de Ciencias Naturales de Filadelfia, identificado como “Mastodon ohioticus” o como M. andium, y que fue más tarde referido como Rhynchotherium por Osborn y otros. Leidy publicó sobre el fósil, el cual todavía permanece en la colección de dicha academia. Así este molar es mejor identificado, al día de hoy, como un Cuvieronius hyodon, y la capa fosilífera del cual proviene se localiza cerca del rebautizado pueblo de Humuya (llamada Tambla en el siglo XIX), lejos del actual pueblo de Tambla. La “capa de mastodonte” de Tambla nunca ha sido relocalizada; por ello, los datos acá aportados deberían de hacerlo posible. Su descubrimiento en los mediados de la década de los cincuenta del siglo antepasado no motivó mayores exploraciones de fósiles de vertebrados en Honduras, quizás debido a que los mastodontes eran en ese entonces hallazgos frecuentes en EE.UU, así que la capa fosilífera de Tambla no constituyó un descubrimiento sobresaliente

América Central Fossil Cetacea first record (Mammalia, Cetacea, Odontoceti, Squalodontidae) in Río Banano Formation, Middle Miocene of Costa Rica, Central America

Summary of the seismic and volcanic activity in Costa Rica during 2010

Country annual report to INHIGEO, Costa Rica 2010