Earthquake Potential in Costa Rica Using Three Scenarios for the Central Costa Rica Deformed Belt as Western Boundary of the Panama Microplate

Abstract

El Cinturón Deformado de Costa Rica Central (CCRDB) es una zona de fallamiento difuso que representa el límite occidental de la Microplaca de Panamá. Utilizando el método de Monte Carlo con Cadenas de Markov y bajo tres escenarios de distribución espacial del CCRDB, analizamos la deformación cortical intersísmica en Costa Rica y sus alrededores a partir de los resultados de las observaciones del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) para Costa Rica, Nicaragua y Panamá. Asumimos que la deformación cortical intersísmica observada en la superficie es resultado de los efectos cinemáticos del movimiento de bloques tectónicos rígidos, la deformación elástica debida a las interacciones en la interfaz de los bloques y la tensión interna dentro de los bloques tectónicos. Suponiendo que el momento sísmico en las interfaces de subducción y continentales se acumula únicamente como una deformación elástica y luego se libera cosísmicamente, las tasas de acumulación de momento sísmico resultantes reflejan la capacidad de producir terremotos de magnitud Mw > 8 a lo largo de la convergencia de la Placa de Cocos y terremotos de magnitud Mw > 7 a lo largo de las interfaces continentales. Si bien estos son los valores que arroja el modelo, los escasos datos históricos sugieren que este potencial sísmico podría estar sobreestimado, pero la sismicidad histórica en Costa Rica aún es insuficiente para descartar niveles de potencial sísmico más altos.

The Central Costa Rica Deformed Belt (CCRDB) is a diffuse faulting area that represents the western border of the Panama Microplate. Using the Markov Chain – Monte Carlo method and under three scenarios of the spatial distribution of the CCRDB, we analyzed the inter-seismic crustal deformation in Costa Rica and its surroundings based on the results of the Global Navigation Satellite System (GNSS) observations for Costa Rica, Nicaragua, and Panama. We assumed that the observed inter-seismic crustal deformation on the surface is a result of the kinematic effects of the rigid tectonic blocks motion, the elastic deformation due to the block interface interactions and the internal strain inside of the tectonic blocks. Assuming that the seismic moment in the subduction and inland interfaces is accumulated only as an elastic strain and is then released co-seismically, the resulting seismic moment accumulated rates reflect the capacity for producing earthquakes Mw > 8 along the Cocos Plate convergence and earthquakes Mw > 7 along the inland interfaces. Although these are the values that the modeling outputs, limited historical data suggests that this earthquake potential might be overestimated, but the historical seismicity in Costa Rica is still short for disesteeming higher earthquake potential levels.