Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / La acumulación y relajación de esfuerzos debido a la convergencia entre la Placa oceánica de Nazca y la Placa continental Sudamericana provoca en Chile terremotos de gran magnitud que pueden generar tsunamis, causando considerables pérdidas humanas y materiales, como el ocurrido el 27 de febrero del 2010 en la región del Maule ( ). Los registros históricos de grandes terremotos indican que el evento del Maule 2010 rompió la llamada “brecha sísmica de Darwin”, una zona que acumulaba energía desde 1853. Sin embargo, estudios de mega-terremotos recientes a nivel mundial han demostrado que esta información no es suficiente para entender los procesos de ruptura de grandes terremotos, para comprenderlo es fundamental conocer las estructuras globales y locales que participan en estos procesos. Esta tesis tiene como principal objetivo conocer detalladamente la estructura sísmica y plantear una interpretación tectónica del antearco marino y geometría del contacto interplaca frente a las costas del Maule a la latitud de ~ 35°S mediante datos de sísmica de alto ángulo pertenecientes al perfil P02 adquiridos por el Instituto GEOMAR (Helmholz Centre off Ocean research Kiel, Alemania) en marzo del 2008. En este trabajo se utilizó inversión tomográfica bidimensional de tiempos de viaje de ondas sísmicas compresionales refractadas y reflejadas. Los resultados muestran las estructuras principales del antearco marino, formado durante millones de años por la depositación de sedimentos provenientes desde el continente. Sedimentos depositados cercanos a la costa forman la base sur de la cuenca Mataquito, aquellos que llegan al frente de deformación han sido acrecionados y litificados debido a la compresión asociado al proceso de subducción en el margen convergente aumentando sus velocidades sísmicas desde la fosa hacia la costa formando el prisma de acreción frontal. Sedimentos más antiguos de roca consolidada metamórfica conforman el basamento continental (Cordillera de la Costa, prisma paleo acrecionario). Separando estas estructuras existe una zona de transición de velocidades sísmicas en la cual se encuentra el “backstop” (contacto entre el prisma de acreción y el basamento continental) coincidente con el límite oeste de los hipocentros de réplicas del Maule 2010 registrados por estaciones sísmicas locales. Hacia el este, la localización espacial de estos hipocentros bajo el basamento continental sugiere que el contacto entre las placas en la zona de subducción puede presentar un abrupto cambio de ángulo. En el manto oceánico superior se obtuvieron velocidades sísmicas menores a las típicas que caracterizan estas estructuras, esta disminución puede estar asociada con la hidratación del manto debido a la infiltración del agua de mar a través de las fallas normales ubicadas en el abombamiento de la placa oceánica.