The Mw 6.4 Damas, Costa Rica, Earthquake of 20 November 2004: Aftershocks and Slip Distribution

Abstract

The earthquake of 20 November 2004 was located north of Damas Island in the Pacific coast of Costa Rica, within the Costa Rica Deformed Belt. The earthquake was located at 24 km depth and reported with a magnitude (Mw) of 6.4 and a strike-slip mechanism with a large normal dip-slip motion. This mechanism agrees with mapped faults in the area that suggest transtensional deformation on the forearc and the entire western boundary of the Panama microplate. Aftershock locations do not delineate a preferable plane to distinguish between the two nodal planes and are distributed between 15 and 25 km depth. The slip distribution during the mainshock, modeled after teleseismic and local data, pictured a circular rupture 8 km in radius and 0.25 m of average displacement. The fault plane cannot be distinguished from the two nodal planes from the slip distribution because of the lack of directivity and resolution for this magnitude earthquake. Weak evidence from empirical Green’s function analysis suggests that the dextral northwest-oriented fault could be the causative fault. Depth to the top of the slab, hypocenter location of the mainshock, its slip distribution, depth distribution of the aftershocks, and Quaternary fault activity at the surface suggest that deformation takes place throughout the whole thickness of the crust. This extended deformation might be caused by seamount subduction and strong basal friction on the upper plate, due to subduction of a thick, young, and buoyant oceanic plate, rough seafloor, and underplating of large seamounts.

El terremoto del 20 de noviembre de 2004 se localizó al norte de la isla Damas en la costa del Pacífico de Costa Rica, dentro del Cinturón Deformado de Costa Rica. El terremoto se localizó a 24 km de profundidad y se informó con una magnitud ( M w) de 6.4 y un mecanismo de deslizamiento con un gran movimiento de deslizamiento normal. Este mecanismo concuerda con las fallas mapeadas en el área que sugieren una deformación transtensional en el antearco y en todo el límite occidental de la microplaca de Panamá. Las ubicaciones de las réplicas no delinean un plano preferible para distinguir entre los dos planos nodales y se distribuyen entre 15 y 25 km de profundidad. La distribución del deslizamiento durante el sismo principal, modelada a partir de datos telesísmicos y locales, muestra una ruptura circular de 8 km de radio y 0,25 m de desplazamiento promedio. El plano de falla no se puede distinguir de los dos planos nodales de la distribución de deslizamiento debido a la falta de directividad y resolución para este terremoto de magnitud. La evidencia débil del análisis empírico de la función de Green sugiere que la falla dextral orientada al noroeste podría ser la falla causante. La profundidad hasta la parte superior de la losa, la ubicación del hipocentro del sismo principal, su distribución de deslizamiento, la distribución de profundidad de las réplicas y la actividad de fallas cuaternarias en la superficie sugieren que la deformación tiene lugar en todo el espesor de la corteza. Esta deformación extendida podría ser causada por la subducción de los montes submarinos y la fuerte fricción basal en la placa superior, debido a la subducción de una placa oceánica gruesa, joven y flotante, un fondo marino rugoso y la base de grandes montes submarinos. y la actividad de fallas cuaternarias en la superficie sugieren que la deformación tiene lugar en todo el espesor de la corteza. Esta deformación extendida podría ser causada por la subducción de los montes submarinos y la fuerte fricción basal en la placa superior, debido a la subducción de una placa oceánica gruesa, joven y flotante, un fondo marino rugoso y la base de grandes montes submarinos. y la actividad de fallas cuaternarias en la superficie sugieren que la deformación tiene lugar en todo el espesor de la corteza. Esta deformación extendida podría ser causada por la subducción de los montes submarinos y la fuerte fricción basal en la placa superior, debido a la subducción de una placa oceánica gruesa, joven y flotante, un fondo marino rugoso y la base de grandes montes submarinos.