Evidencias de terremotos cuaternarios en una sima hipogénica: La Sima de Benís (Murcia, SE España)

Quaternary earthquake evidence into an hypogenic cave: The Benís Cave (Murcia, SE of Spain)

Pérez-López, R. ⁽¹⁾ , Bañón-Camacho, E. ⁽²⁾, Silva, P.G. ⁽³⁾, Mata, M.P. ⁽¹⁾, Fernández-Cortés, A. ⁽⁴⁾, González-Ramón, A. ⁽¹⁾, Martín-Velázquez, S. ⁽⁵⁾, Sánchez-Moral, S. ⁽⁶⁾, Manzanares, A. ⁽²⁾, del Moral, B. ⁽¹⁾, Mediato, J.F. ⁽¹⁾, Giner-Robles, J.L. ⁽⁷⁾, López-Gutiérrez, J. ⁽¹⁾
(1) IGME- Instituto Geológico y Minero de España. Calle Ríos Rosas 23. Madrid, 28003. Email: r.perez@igme.es, antonio.gonzalez@igme.es, p.mata@igme.es, b.delmoral@igme.es, jf.mediato@igme.es, j.lopez@igme.es
(2) Espeleo Club Resaltes. Murcia. tritom_99@yahoo.com
(3) Departamento de Geología, Universidad de Salamanca. pgsilva@usal.es
(4) Departamento de Biología y Geología, Universidad de Almería 04120. acortes@ual.es
(5) Departamento de Biología y Geología, Física y Química Inorgánica. Universidad Rey Juan Carlos. Madrid. silvia. martin@urjc.es
(6) Departamento de Geología, Museo de Ciencias Naturales, MNCN-CSIC, Madrid. ssmilk@mncn.csic.es
(7) Departamento de Geología y Geoquímica. Universidad Autónoma de Madrid. jorge.giner@uam.es

Resumen:

La interacción entre una cueva hipogénica y la actividad de una falla cuaternaria es la principal responsable de la génesis de la cueva más profunda de la Región de Murcia y una de las mayores cavidades hipogénicas del sur de la península. La Sima de Benís presenta una amplia y única variedad de espeleotemas y de estructuras de disolución que se encuentran afectadas por deformaciones sísmicas producidas tanto por paleoterremotos durante el Pleistoceno Superior, como por terremotos instrumentales (Mw 4,8; VI EMS-98, 1999; Mula). Además, dentro de las zonas más profundas de la cueva aparecen restos fósiles “in situ” de macromamíferos (Lynx pardinus spelaeus), los cuales hemos relacionado con la actividad sísmica en el interior de la caverna. En cuanto a su topografía, esta cavidad presenta dos sectores bien diferenciados: (1) un primer sector de 150- 160 m de desarrollo vertical con pozos de origen hipogénico con desarrollo de golpes de gubia y conductos de disolución ascendentes (con “outlets” y “megascallops”) y (2) un segundo sector entre los 150 - 160 m y los 320 m de profundidad, el cual se desarrolla sobre un plano de falla normal de dirección N-S (Falla de Benís). Este segundo sector de la sima es el que presenta evidencias paleosísmicas cuaternarias, dividiéndose a su vez en dos zonas en relación a la dinámica kárstica dominante: (2.a) una zona vadosa dominada por estructuras hipogénicas (donde aparecen folias y corales), junto con marcas cinemáticas de movimiento de la falla (estrías con recristalizaciones y concreciones carbonatadas) y (2.b) una zona freática profunda controlada por la precipitación de nubes de calcita bajo lámina de agua y de tamaño métrico que se desarrolla hasta los - 320 m de profundidad. En cuanto a la parte hipogénica superior de la sima, se desarrolla a favor de una fractura con relleno de calcita y de orientación E-W sobre carbonatos del Cretácico superior y el Paleoceno, con un espesor centimétrico y evidencias de relleno posterior y circulación de fluidos. La potencial actividad paleosísmica ha podido ser datada en 65 ± 17,6 ka (OIS 4) mediante el análisis de racemización de aminoácidos de los colmillos de un lince de las cavernas, el cual pudo ser afectado por un terremoto. Por último, se ha estimado el tamaño del último sismo relacionado con la actividad de la falla a partir de relaciones empíricas, con un valor de Mw oscilando entre 5,5 y 6. Para ello se ha estimado la longitud en superficie de la traza de falla que controla la cueva en profundidad y se ha comparado con el último salto cosísmico observable en el interior de la sima. Estimaciones del salto de falla acumulado y la datación del último paleoterremoto, sugieren que parte de la evolución hipogénica con paleoterremotos de esta cavidad de forma conjunta se produjo al menos, desde hace 250 ka (OIS 7).

Abstract:

The interaction between karst hypogenic processes and Late Pleistocene active faulting determines the present topography and shape of the Benís Cave within the Cieza Ranges in the eastern Betic Cordillera (SE Spain). This cave represents the explored deepest cave within the Murcia region, reaching the deepest point at -320 m, and showing “in situ” fossil remains of mammal carnivores (Lynx pardinus spelaeus) as well. In addition, this cave displays evidence of paleoseismic activity from broken speleothems, but also from instrumental earthquakes collapsing the cave ceiling hall at -150 m depth (1999 Mula Event). The geometry and speleogenesis of Benís cave from the Late Pleistocene is a combination of two processes: (1) a shallow hypogenic origin related to upwards movement of confined aquifer located between 0 and 150 m depth, with lots of outlets and megascallops, and (2) a deep fault-cave related to the Benís fault developed between 150 - 320 m depth. This fault is N-S trending with normal kinematics and evidence of Late Pleistocene paleoseismic activity. Related to this, different fossil bones of Lynx pardinus spelaeus, was found in situ, which were dated by amino acid racemization in 65 ± 17.6 ka (OIS 4). The estimated size of the last paleoearthquake was around 6 Mw according to the measured coseismic displacement at depth and the length of the Benís fault trace at surface. The combination of the two processes (hypogenic confined aquifer and a seismogenic faulting), controlled the development, geometry and speleogenesis of the Benís Cave during at least the last 250 ka.