Geología regional y local de la ciudad de Morelia

La ciudad de Morelia se ubica dentro del Cinturón Volcánico Transmexicano (CVTM) (Figura 1). La ciudad cubre parte de la Sierra de Mil Cumbres (SMC), conformada por una serie de rocas volcánicas similares en composición a las de la Sierra Madre Occidental (SMO), donde destacan estructuras caldéricas y mesas de ignimbritas. La diferencia entre SMO y la SMC es la edad y la composición litológica de las mesas de ignimbritas, en el primer caso se ubica en el límite Oligoceno-Mioceno temprano (21 Ma; ^{Pasquaré et al., 1991}) y en el segundo caso en el Mioceno (16.8 a 16.3 Ma; ^{Ferrari et al., 1994}; ^{Gómez-Vasconcelos et al., 2015}). Al SE de la ciudad de Morelia se puede reconocer una morfología típica de la SMO, con estructuras caldéricas (Atécuaro y La Escalera), y mesas de ignimbritas basculadas hacia el norte y hacia el sur.

Tres sistemas regionales de fallas afectan la parte central del CVTM (Figura 1b); el más antiguo, de dirección NW-SE a N-S; el segundo formado por fallas de dirección NE-SW y el tercero por fallas E-W del sistema de fallas Morelia-Acambay (SFMA) (^{Garduño-Monroy et al., 2009a}). Estos tres sistemas están expuestos en las zonas cercanas a Morelia (Figura 1b). La SMC es un horst delimitado en rojo en la Figura 1 que separa hacia el norte las depresiones lacustres del CVTM, y hacia el sur la depresión de Tierra Caliente (^{Ávila-Olivera, 2008}, ^{Gómez-Vasconcelos et al., 2015}). En ambos casos, la deformación que se observa es generada por las fallas lístricas con planos inclinados hacia el sur y hacia el norte. El basculamiento que se genera va de 20° a 30° en el límite sur del Lago de Cuitzeo, mientras que en el área de Morelia es entre 5° y 10° hacia el sur. Respecto al fracturamiento regional, se reconocen con claridad los fallamientos NE-SW y E-W, ambos conformando la morfología del valle de la ciudad de Morelia (^{Garduño-Monroy et al., 2009a}).

La estratigrafía en la zona de la ciudad de Morelia (Figura 3) fue descrita por ^{Garduño-Monroy et al. (2001)} y por ^{Ávila-Olivera (2008)} y está constituida por las siguientes unidades que se describen de la base a la cima: (1) el complejo andesítico de Mil Cumbres del Mioceno (19.62 ± 0.27 Ma, ⁴⁰Ar/³⁹Ar en andesita, ^{Macías et al., 2008}), (2) secuencia de flujos piroclásticos del Mioceno (cantera de Morelia) de edad 17.70 ± 0.5 Ma (K-Ar, ^{Pasquarè et al., 1991}), (3) complejo volcánico del Punhuato (Mioceno), (4) secuencia fluviolacustre Cuitzeo-Morelia del Mioceno-Plioceno, (5) vulcanismo del Corredor Tarasco del Cuaternario, y (6) paleosuelos y tepetates.

Respecto a la geología estructural, ^{Garduño-Monroy et al. (2001)} estudiaron las fallas de Morelia realizando una división de las mismas en dos principales grupos: a) estructuras que son paralelas a los sistemas de fallas regionales NE-SW y se desplazan continuamente por creep o fluencia (^{Radbruch et al., 1966}). Estos procesos de subsidencia sólo se presentan en los suelos y en las secuencias fluviolacustres del Mioceno-Pleistoceno que forman el relleno de la cuenca donde se asienta la ciudad. b) Fallas potencialmente sísmicas como aquéllas donde ha ocurrido acumulación de esfuerzos y desplazamientos súbitos durante los últimos 35000 años. En estas últimas se han encontrado evidencias morfológicas y estratigráficas de rupturas durante el Holoceno, y recientemente instrumentales como la relacionada con la crisis sísmica de 2007 (^{Singh et al., 2012}). Estas fallas en algunos lugares, se encuentran ligadas a inestabilidad de taludes.

Paleosismicidad

Los estudios paleosísmicos realizados en las regiones de Pátzcuaro, Morelia y Cuitzeo (^{Garduño Monroy et al., 2009a}), en el estado de Michoacán, así como en Acambay, Valle de Bravo y Pastores (^{Langridge et al., 2000}, ²⁰¹³; ^{Ortuño et al., 2015}) en el Estado de México, han ampliado nuestro conocimiento de la actividad prehistórica de importantes segmentos de fallas pertenecientes al SFMA (Figura 1). Dichos estudios paleosismológicos han permitido constatar una actividad recurrente en fallas cercanas o que cruzan zonas con alta densidad poblacional. De los tres sistemas regionales de fallas mencionados anteriormente que afectan la parte central del CVTM y que están expuestos en la zona Morelia, destacaremos dos segmentos del SFMA que tienen sismicidad potencial y que se describen a continuación.

Sismicidad regional y local

En el sistema de fallas Morelia-Acambay (SFMA) (Figura 4) (^{Suter et al., 1991}, ¹⁹⁹⁵, ²⁰⁰¹; ^{Garduño-Monroy et al., 2009b}) ocurrió el sismo de Acambay el 19 Noviembre de 1912 con magnitud Ms = 6.7 (^{Suter et al., 1996}) y es el único sismo registrado en el CVTM con una ruptura en superficie (^{Ortuño et al., 2015}). Durante este sismo, al menos tres fallas mostraron ruptura en superficie (^{Urbina y Camacho, 1913}), la falla de Acambay-Tixmadejé (con un desplazamiento máximo de 50 cm), la falla de Temascalcingo (con un desplazamiento máximo de 30 cm) y la falla Pastores entre 20 y 50 cm (^{Ortuño et al., 2015}). Posteriormente, otro sismo en 1979 causó daños importantes en Maravatío; este sismo tuvo una profundidad de 8.2 km y una magnitud de 5.3 Mb (^{Astiz-Delgado, 1980}).

Figura 4 SSismicidad reportada por el Servicio Sismológico Nacional en la zona del SFMA y mecanismos focales reportados por ^{Astiz-Delgado (1980)}, ^{Pacheco et al. (1999)} y ^{Singh et al. (2012)}. 

En 2007, en la ciudad de Morelia, ocurrió una secuencia de siete sismos (2.5<Mw<3.0) con mecanismos focales correspondiente a un fallamiento normal con componentes lateral izquierda (Figura 3). Esta serie de temblores ocurrieron en un intervalo de 33 horas en el mes de octubre y fueron registrados por la estación local permanente de banda ancha MOIG del Servicio Sismológico Nacional que está ubicada en el Campus Morelia de la Universidad Nacional Autónoma de México. También, cuatro de los siete eventos fueron registrados por la estación acelerográfica STAM operada por la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (^{Singh et al., 2012}). Los epicentros se localizaron cerca del punto de coordenadas (19.706°N, 101.163°W) que está en línea recta, a una distancia de 1.91 km de la intersección del Periférico Revolución y la traza de la falla Central Camionera (^{Singh et al., 2012}). La profundidad de los eventos (11.4 km) parece indicar que no hay relación con el abatimiento del nivel freático del acuífero. La longitud de esta falla (8 km), sugiere que puede producir un sismo de magnitud >3 y aceleraciones de 1-2 gales. Esta actividad sísmica corrobora que los segmentos E-W del SFMA están sujetos a un campo de esfuezos extensional regional del CVTM, y que pueden ser reactivados en el futuro. Si el campo de esfuerzos regional activa un segmento mayor (e.g., falla La Paloma) puede ocurrir un sismo de magnitud de momento entre 6 ≤ Mw ≤ 7 (^{Suter, 2016}), causando severos daños a la zona urbana de Morelia, como en el sismo de 1858 (^{Singh et al., 1996}).

Mediciones de ²²²Rn

Las mediciones de concentración de gas radón se hicieron utilizando el detector electrónico RAD7 (Durridge Company, Inc.) que permite monitorear de forma continua las concentraciones en suelo, convirtiendo la radiación alfa en señal eléctrica. Para efectuar las mediciones de concentración del gas ²²²Rn en suelo, en un modelo de terreno obtenido de un modelo Lidar con resolución de 5 m, se elaboró un mapa de estructuras y de unidades geológicas. Las primeras fueron cartografiadas siguiendo los rompimientos de pendientes, que fueron modelados por el movimiento normal de las fallas sinsedimentarias, donde el bloque de techo al descender genera depresiones lacustres que en la cartografía ponen el contraste litológicos entre rocas competentes (ignimbritas o andesitas) con unidades terrígenas (suelos y lacustres). La cartografía de cada estructura fue hecha con base en su morfología y detallada a través de los daños que actualmente están ocasionando estas estructuras por la subsidencia. Para corroborar esta cartografía, se usó la información de la geología del subsuelo acompañada de un levantamiento gravimétrico detallado.

La adquisición de datos de gas radón, consistió en purgar el equipo al aire libre en la estación de medición, para limpiar la cámara donde ingresa el gas, de manera que el detector no mida el gas residual que se queda después de realizar una medición. Mientras se hace la purga, se hace un agujero hasta una profundidad de 1 m, posteriormente se conecta la sonda al instrumento sin introducirla en el agujero. Enseguida, se toma la medición de “background” (medición de fondo o al aire libre) de tres ciclos de cinco minutos cada uno, con la finalidad de medir la concentración de gas radón en el entorno ambiental. Finalmente, se introduce la sonda en el terreno para iniciar la toma de mediciones. El protocolo que se utilizó en el RAD7 para una medición en cada una de las estaciones consistió en tomar mediciones de 11 ciclos de cinco minutos cada uno, previa purga de 10 minutos del aparato antes de la toma de “background” y de las mediciones en suelo. Las unidades de medición fueron Bq/m³. Respecto a la temperatura se tuvo el cuidado de no superar los 35 °C para evitar la inestabilidad en la electrónica del RAD7, precaución importante para la buena operación del instrumento.

Analísis geostadístico de las concentraciones de gas radón

Con el objetivo de conocer la variabilidad espacial, la anisotropía y las zonas de influencia de las concentraciones de gas radón, se sujetaron a un análisis geoestadístico que consistió en dos etapas: (1) análisis exploratorio de los datos, basado en las técnicas estadísticas convencionales que permiten describir la muestra bajo estudio, y (2) análisis estructural o variográfico, que es el proceso de estimación y modelación de la función matemática que representa adecuadamente los valores estimados del variograma. Los variogramas nos permiten determinar y visualizar el rango y fuerza de la dependencia espacial de la variable bajo estudio (^{Journel y Huijbregts, 1978}). Matemáticamente, el variograma (γ) representa la semivarianza de los datos como una función de la distancia h que separa un par de datos:

donde N(h) son los pares de puntos separados por el vector h y Z(x _i ) representa a las concentraciones de gas radón definidas en un punto en el espacio x _i . Los elementos de un variograma (Figura 5) son: “Sill” o meseta (S), que es la semivarianza máxima y representa la variabilidad en ausencia de dependencia espacial; "Range" o rango (R), representa la zona de influencia de un dato, es decir hasta dicha distancia los puntos están relacionados espacialmente; y el “Nugget” o efecto pepita (Co), que es igual a la semivarianza cuando la distancia tiende a cero, puede representar errores de medición, ruido o variabilidad espacial menor que el intervalo de muestreo.

Figura 5 Elementos de un variograma. La meseta (S) es la semivarianza máxima y representa la variabilidad en ausencia de dependencia espacial. El rango (R) representa la zona de influencia de una variable; es decir, hasta esa distancia los puntos están relacionados espacialmente. El efecto pepita (C₀), que es la semivarianza cuando la distancia tiende a cero, puede representar errores de medición, ruido o variabilidad espacial menores que el intervalo de muestreo. 

Un variograma es anisotrópico cuando exhibe un comportamiento que varía con la dirección. En la práctica, los variogramas se estudian en diferentes direcciones para determinar la presencia o ausencia de anisotropía. Existen diferentes tipos de anisotropías identificadas en geoestadística. Primero, la anisotropía geométrica se produce cuando el rango es el mismo, pero no la meseta, para diferentes direcciones. En presencia de anisotropía geométrica, la gráfica de los rangos direccionales, en dos dimensiones, forma una elipse, donde los ejes mayor y menor de la elipse corresponden a los rangos mayor y menor de los variogramas direccionales. Segundo, la anisotropía zonal existe cuando la meseta del variograma cambia con la dirección, pero no el rango. Por último, la anisotropía híbrida, cuando ambas anisotropías geométrica y zonal están presentes (Figura 6; ^{Armstrong, 1998}).

Figura 6 Ejemplo teórico de anisotropía híbrida. a) Suponiendo que en la dirección θ ₁ =35°, el modelo matemático (línea punteada azul) que mejor ajusta al variograma es una función exponencial con rango R ₂ y meseta S ₁ , y en la dirección θ ₂ =125°, el modelo ajustado (línea continua azul) al variograma tiene rango R ₁ y meseta S ₂ . Como R ₂ > R ₁ (anisotropía geométrica) y S ₂ > S ₁ (anisotropía zonal), los variogramas de este ejemplo presentan una anisotropía híbrida. b) Gráfica de la anisotropía geométrica, donde los ejes mayor y menor de la elipse corresponden a los rangos mayor (R ₂ ) y menor (R ₁ ) de los variogramas direccionales del gráfico a). El rango mayor (R ₂ ) de este ejemplo teórico, se corresponde con la dirección de máxima anisotropía (θ ₁ =35°). 

Tomando en cuenta lo anterior, el procedimiento a seguir fue: (1) El análisis exploratorio de los datos, consistente en la descripción de los histogramas, los diagramas de caja o “boxplot” y las gráficas cuantil-cuantil o “Q-Q plots”. (2) Construcción del mapa variograma para probar la existencia de anisotropía y de los variogramas direccionales experimentales para poder encontrar la dirección de anisotropía principal. (3) El modelado del variograma en las direcciones de máxima y mínima continuidad. El proceso de modelado de un variograma se logra al encontrar la función matemática y los parámetros del variograma (rango, meseta y efecto pepita) que mejor ajustan al variograma experimental. Todos los resultados presentados se han realizado en los entornos de trabajo estadísticos de acceso libre R (^{R Development Core Team, 2012}) y SGeMS (^{Remy, 2004}). Finalmente, (4) el cálculo del umbral línea base - anomalía en el “Q-Q plot” mediante el método de ^{García-Cabrejo y Moreno-Sánchez (2006)}. Este método se basa en la identificación visual de quiebres o cambios de pendiente en las gráficas cuantil-cuantil. Los cambios de pendiente representan un valor umbral que indica los valores anómalos que no se ajustan a la distribución global; es decir, se alejan de la línea base. La línea base se define como el promedio de la variable analizada.

Mapa de gas radón

Se utilizó la técnica de interpolación de vecino natural para visualizar las zonas de mayor concentración de gas radón. El algoritmo utilizado por la herramienta de interpolación de vecino natural halla el subconjunto de muestras de entrada más cercano a un punto de consulta y aplica ponderaciones sobre éstas basándose en áreas proporcionales para interpolar un valor (^{Sibson, 1981}). Sus propiedades básicas son que es local, utiliza sólo un subconjunto de muestras que circundan a un punto de consulta y asegura que las alturas interpoladas estarán dentro del rango de las muestras utilizadas.

Perfiles de gas radón

Con los datos de ²²²Rn se trazaron perfiles de concentración caracterizados por la posición de estaciones a lo largo de líneas donde la geología del subsuelo es conocida con la finalidad de ver la asociación con las rocas, fallas, grietas o fracturas.

Concentración de gas radón en estaciones de subsidencia

En el caso de las variaciones de concentración de gas radón en estaciones donde ha ocurrido subsidencia (^{Hernández-Madrigal et al., 2011}), las mediciones en cada una de ellas se tomaron en dos fechas diferentes, la primera antes del inicio del periodo de lluvias temporales en la ciudad de Morelia y la segunda después del inicio de este periodo.

Resultados del análisis geoestadístico

En la Tabla 3 se pueden observar los valores de las concentraciones de gas radón obtenidos durante la toma de datos en la zona urbana de la ciudad de Morelia, Michoacán, durante el periodo comprendido entre el 14 de octubre de 2016 al 20 de junio de 2017. Los valores promedio obtenidos de la concentración de gas radón en 86 estaciones distribuidas de manera irregular en la zona urbana de la ciudad de Morelia, varían entre 68.45 y 20017 Bq/m³, con una media de 4028.56 Bq/m³, como puede verse en el firmagrama obtenido (Figura 7).

Figura 7 Firmagrama de valores medios, máximos y mínimos de concentraciones de gas ²²²Rn en la zona urbana de Morelia. Los valores más notorios se asocian a los sitios Secretaría del Medio Ambiente (estación 45), escarpe de la falla La Paloma (estación 46), Obras Públicas (estación 54) y Catedral (estación 66). 

Del análisis exploratorio de las concentraciones de radón se encontró que la distribución tiene un sesgo positivo (Figura 8). Por lo tanto, una transformación logarítmica fue aplicada para lograr una distribución normal de los datos obtenidos en las mediciones (Figura 9). Se definieron los valores medios, los máximos y mínimos de las concentraciones del gas radón con base en los resultados de los histogramas de los datos obtenidos en las mediciones (Figura 9a), así como en el firmagrama obtenido (Figura 7).

Figura 8 Distribución de las concentraciones de gas radón con sesgo positivo. (a) Histograma de frecuencias de las concentraciones de gas ²²²Rn en la zona urbana de Morelia. (b) Diagrama de caja o “boxplot” de las concentraciones de gas ²²²Rn en la zona urbana de Morelia. Como la distribución tiene un sesgo positivo, se necesita una transformación logarítmica para lograr una distribución normal de los datos (ver Figura 9). 

Figura 9 (a) Histograma de la transformación logarítmica de las concentraciones de radón, donde la distribución del logaritmo se distribuye normalmente. (b) Prueba de normalidad para los datos transformados y ubicación del umbral para separar los valores de línea base de los valores anómalos. 

De la Figura 9b se obtuvo el valor logarítmico del umbral igual a 3.98 en el “Q-Q plot” conforme al procedimiento reportado por ^{García-Cabrejo y Moreno-Sánchez (2006)}. Haciendo una conversión de unidades, el valor umbral es igual a 9657 Bq/m³ y la línea base del ²²²Rn igual a 4028.56 Bq/m³. Por lo tanto, las concentraciones de radón mayores que el valor umbral serán consideradas como valores anómalos.

Los resultados de los variogramas experimentales y de los modelos ajustados para el ²²²Rn en Morelia están mostrados en la Figura 10. El modelo mejor ajustado fue el esférico, por lo que existe un comportamiento lineal cerca del origen. Los resultados para la dirección de máxima anisotropía son: (1) el rango es igual a 3540 metros, (2) la meseta es de 0.155 y (3) el efecto pepita es igual a cero, indicando una contribución nula del ruido en los datos. Los parámetros de los variogramas se presentan en la Tabla 4.

Figura 10 Variogramas direccionales para el Log(²²²Rn) en la zona urbana de Morelia. a) Modelo mejor ajustado (esférico, línea negra) al variograma experimental (cruces rojas) en la dirección N50ºE con valores del rango igual a 3540 metros y meseta de 0.155. b) Modelo mejor ajustado (esférico, línea negra) al variograma experimental (cruces rojas) en la dirección N40°W con un rango igual a 1500 metros y una meseta de 0.085. Estos resultados sugieren la existencia de anisotropía híbrida para el Log(²²²Rn) con una dirección anisotrópica en la dirección N50ºE en la ciudad de Morelia. 

Mapa de gas radón (²²²Rn) de la zona urbana de Morelia

En la Figura 11 se muestra un mapa de las concentraciones del gas radón en la zona urbana de Morelia. Se utilizó la técnica de interpolación de vecino natural para visualizar las zonas de mayor concentración de gas radón, que corresponde a las fallas La Colina y La Paloma como se muestra en el mapa mencionado. En la Figura 11, el umbral que separa la línea base de los valores anómalos corresponde al intervalo [9052-9891] Bq/m³ del vecino natural. Este umbral permite identificar las zonas con concentraciones anómalas de gas ²²²Rn (colores verde-amarillentos y terrosos) en la zona urbana de la ciudad de Morelia.

Figura 11 Geología de la ciudad de Morelia y sus alrededores y mapa de la interpolación del gas radón, a partir de los datos promedio del Log(²²²Rn) para cada estación, utilizando la técnica de vecino natural. Los colores terrosos del mapa interpolado indican las concentraciones mayores del gas radón. Los puntos rojos indican la ubicación de las 86 estaciones distribuidas en la ciudad de Morelia y las líneas negras las fallas geólogicas. 

Por otro lado y con el fin de relacionar las concentraciones de gas radón con las fallas reportadas por ^{Garduño-Monroy et al. (2001)}, apoyados en la Figura 11 y en los datos de concentraciones de la Tabla 3, ordenamos la información relacionada con las estaciones de las fallas La Paloma, Central Camionera y La Colina, los cuales se muestran en la Tabla 5.

Perfiles de gas ²²²Rn vs. geología del subsuelo de la zona urbana de Morelia

^{Ávila-Olivera (2008)} elaboró tres perfiles geológicos con orientaciones perpendiculares a las principales fallas urbanas de la ciudad de Morelia. Las Figuras 12 y 13 muestran los tres perfiles de geología del subsuelo del trabajo de ^{Ávila-Olivera y Garduño-Monroy (2008)}. En este trabajo nos apoyamos en dichos perfiles, para obtener los valores medio, máximo y mínimo medidos de las concentraciones de ²²²Rn con la finalidad de ver su relación con la geología y las fallas. Los números de estaciones de los perfiles de geología del subsuelo de ^{Ávila-Olivera (2008)} se adecuaron a la numeración secuencial de la Tabla 3.

Figura 12 Localización de los perfiles de geología del subsuelo (Sección 1 W-S, Sección 2 N-S, Sección 3 NW-SE) y fallas geológicas de Morelia, Michoacán (modificado de ^{Ávila-Olivera, 2008}). Las líneas están asociadas a los perfiles cuyos números corresponden a pozos usados para establecer la geología del subsuelo en el trabajo de ^{Avila-Olivera (2008)} y algunos de esos pozos sirvieron de base para la obtención de mediciones reportadas en el presente trabajo. 

Figura 13 (a) Sección 1. Perfil de gas radón W-S, (b) Sección 2. Perfil de gas radón N-S, (c) Sección 3. Perfil de gas radón NW-SE. Ver la localización de los perfiles en la Figura 12 y la geología superficial en la Figura 3. Los números en paréntesis corresponden a las estaciones medidas que se reportan en la Tabla 3. 

Perfil a detalle de gas radón (²²²Rn) en la falla La Colina

La Figura 14 incluye un perfil de georadar transversal a la falla La Colina en su extremo NE, en donde se observan los valores de las concentraciones de gas radón y su relación con la zona de ruptura de la falla La Colina. Este perfil nos permite observar que los valores mayores de concentración de gas radón se presentan entre los 20 y 40 metros del perfil, espacio en el cual se observa en el terreno un cambio brusco de 0.5 m, relacionado con una ruptura del mismo en esa parte del perfil. Los valores que se observaron para la estación localizada a 20 m del inicio del perfil fue 5069 Bq/m³, para 25 m 9546 Bq/m³, para 29 m 5957 Bq/m³, para 37.4 m 11618 Bq/m³ y para 42.4 m 7474 Bq/m³. Lo anterior indica que el valor máximo de 11618 Bq/m³ se ubicó a un lado de la traza de la falla y corresponde a un valor anómalo por estar arriba del umbral 9657 Bq/m³.

Figura 14 Perfiles de georadar y concentraciones de gas radón medidas sobre la falla La Colina. Las líneas en rojo en el radargrama muestran zonas de ruptura de la falla. A los 38 m se puede observar el máximo valor de concentración de gas radón, que es un valor anómalo. 

Variaciones de gas radón (²²²Rn) en sitios de máxima subsidencia

Por último, tomando en cuenta los sitios con valores de máxima subsidencia reportados por ^{Hernández-Madrigal et al. (2011)}, denotados como VMHM en la Tabla 3 y los datos de mediciones adicionales en estos sitios (Tabla 6), se obtuvo la variación de las mediciones de concentración de gas radón en esos puntos. Las mediciones en cada estación se tomaron en dos fechas diferentes, la primera antes del inicio del periodo de lluvias temporales en la ciudad de Morelia, y la segunda después del inicio de este periodo; estos resultados pueden observarse en la Figura 15.

Figura 15 (a) Concentraciones de ²²²Rn en sitios de máxima subsidencia antes del inicio del periodo de lluvias temporales en la ciudad de Morelia. (b) Concentraciones de ²²²Rn en sitios de máxima subsidencia después del inicio del periodo de lluvias. (c) Valores de subsidencia máxima en los sitios medidos por ^{Hernández-Madrigal et al. (2011)}. 

Análisis geoestadístico

De los parámetros resultantes de los variogramas direccionales, que se muestran en la Tabla 4, se pueden observar resultados distintos para los rangos y las mesetas, este hecho permite saber que las concentraciones de gas ²²²Rn en Morelia presentan una anisotropía híbrida, con máxima dirección de anisotropía al N50°E y con un alcance de 3540 metros. La dirección preferencial de las concentraciones del gas radón en Morelia (azimut=N50°E) está optimamente orientado con el campo de esfuerzos actual en la porción central del Cinturón Volcánico Transmexicano (σ₂=NE-SW y σ₃=NW-SE). Lo anterior implica que la anisotropía del radón en la zona urbana de Morelia muestra un alineamiento con la orientación de las fallas activas NE-SW y ENE-WSW identificadas en los alrededores de la ciudad.

Mapa de gas radón

Respecto al mapa de gas radón, puede observarse en la Tabla 5 que cuatro valores anómalos de gas ²²²Rn (encima del umbral 9657 Bq/m³) correspondientes a las estaciones 36, 45, 46 y 78, ocurren en la falla La Paloma, dos valores asociados a las estaciones 4 y 51 ocurren en falla Central Camionera y dos valores asociados a las estaciones 40 y 54 ocurren en falla La Colina.

Tomando en cuenta lo anterior y graficando sobre la carta geológica del escarpe LP (Figura 16) los valores de gas radón de (1) la estación 58 asociada al sitio denominado Aurrerá, caracterizado por ^{Arreygue-Rocha et al. (2002)}, (2) el valor de gas radón de la estación 45 asociada al sitio Secretaría del Medio Ambiente y (3) el valor de gas radón de la estación 22 asociada al sitio Ocolusen, se puede observar que el máximo valor anómalo de gas radón (20,017 Bq/m³) en todo el levantamiento corresponde a la estación 45 (Figura 16), donde existen depósitos de deslizamiento al igual que en la estación 22.

Figura 16 Mapa geológico del escarpe La Paloma y estaciones de medición de la concentración de gas radón en suelo (modificado de ^{Arreygue-Rocha et al., 2004}). 

Perfiles asociados a la geología del subsuelo

Respecto a los tres perfiles de gas radón levantados sobre estaciones que cuentan con información de geología del subsuelo (Figura 13), se pudo observar que no todas las trazas de las fallas tienen valores altos de concentración de gas radón, a excepción de los sitios relacionados con la falla La Paloma en los perfiles W-S y N-S. En relación al perfil W-S entre la estación 48 que tuvo un valor de 995.3 Bq/m³ y la estación 75 con valor de 2715.8 Bq/m³, no se cuenta con información de la geología del subsuelo relacionada con la presencia de la ignimbrita o falla geológica alguna. En esa misma figura el valor obtenido en la estación 39 cerca de la falla La Colina es 954.6 Bq/m³, muy por debajo del promedio general y también menor con respecto al obtenido en la estación 77 cerca de la Falla Central Camionera que es 2449.4 Bq/m³ y al obtenido en la estación 78 cercana a la falla La Paloma que es 11211 Bq/m³. Lo anterior no ocurre en el perfil N-S ya que en este caso el valor medio obtenido en la estación 68 de 7955 Bq/m³ está por encima del valor promedio de todo el levantamiento y aunque la estación está un poco desplazada hacia el N, se observa la existencia de ignimbrita a unos 300 m de profundidad y además la existencia de una falla geológica sin nombre entre las estaciones 68 y 57. Los valores de concentración de las estaciones ubicadas en este perfil en las trazas de la fallas fueron: falla El Realito (estación 69) 1572.5 Bq/m³, falla La Colina (estación 71) 158.73 Bq/m³, falla Central Camionera vieja (estación 35) 2401.3 Bq/m³, falla Cuautla (estación 9) 166.13 Bq/m³, y falla La Paloma (estación 44) 4366 Bq/m³. En las estaciones de las fallas anteriores, los valores de concentración de gas radón estuvieron por debajo del promedio y sólo la falla La Paloma tuvo un valor por encima del promedio y del umbral y las fallas La Colina y Central Camionera dos valores por encima del promedio y del umbral. Lo anterior permite observar que aunque se hagan mediciones en las trazas de las fallas no siempre se van a obtener valores altos. El perfil NW-SE permite constatar lo anterior en las estaciones asociadas a las trazas de las fallas, en donde la mayoría de los valores estuvieron por debajo del promedio de las concentraciones de gas radón para este estudio.

Perfil sobre la falla La Colina

Respecto a los valores de concentración de gas radón del perfil a detalle, transversal a la traza de la falla La Colina (Figura 14), uno de ellos resultó ser anómalo. A simple vista se puede observar que el mayor valor se asocia a los 38 m, pero el desnivel debido a la falla, observado en el terreno, está entre los 30 y 32 m, lo cual indica que el desnivel no es la zona con valor más alto de concentración. En el radargrama de la Figura 14 se han colocado 4 líneas en rojo que se asociaron a lugares de ruptura por fallamiento, pero también otras estaciones entre 0 y 30 my posteriores a los 60 m presentan discontinuidad de los estratos lo que hace pensar en varias zonas de ruptura en una falla.

Variación de gas ²²²Rn en estaciones de subsidencia

Por último, de la observación de la Figura 15 se puede destacar lo siguiente: (1) en la estación denominada Obras Publicas o estación 54, correspondiente a un sitio ubicado en el edificio del Ayuntamiento de Morelia en la zona denominada Manantiales, cercano a la falla La Colina, hubo un decremento igual a -9953 Bq/m³ entre la primera y segunda lectura con 41 días de diferencia entre una y otra lectura. Esta diferencia excede el valor umbral de este estudio y la primera lectura es un valor anómalo igual a 17242 Bq/m³; (2) la estación denominada La Corona o estación 52, cercana a la falla La Colina, tuvo un decremento de -1887 Bq/m³ en un periodo de 42 días entre la primera y segunda lectura; (3) la estación denominada Fin del pavimento o estación 57 cerca de la falla El Realito, tuvo un decremento de -3670 Bq/m³ en un periodo de 28 días entre la primera y segunda lectura; (4) la estación denominada Glorieta Av. Michoacán o estación 53 cercana a la falla Central Camionera, tuvo un incremento en las concentraciones de 6660 Bq/m³ en un periodo de 41 días entre la primera y segunda lectura, siendo la segunda lectura un valor anómalo igual a 12284 Bq/m³; (5) La estación denominada CFE Industrial o estación 51, cercana a la falla Central Camionera, tuvo un incremento de 407 Bq/m³ en un periodo de 50 días entre la primera y segunda lectura, el primer valor registrado en esta estación corresponde al valor del umbral de este estudio, el segundo valor es un valor anómalo igual a 10064 Bq/m³; (6) La estación 56 cerca de la falla El Realito, tuvo un incremento de 96.2 Bq/m³ en un periodo de 28 días. En las tres primeras estaciones hubo decremento en las observaciones, en las tres estaciones restantes hubo un incremento. Aunque en unas estaciones hubo decremento en las concentraciones y en otras hubo un incremento en las mismas es notorio que los valores de concentración cambiaron en todas, lo cual es un indicio de que la concentración en función del tiempo es variable y que habrá que investigar más al respecto para determinar las causas de las variaciones, sobre todo por haberse obtenido valores en las estaciones 51, 53 y 54 por encima de la media y del umbral.