Slow slip events in Costa Rica detected by continuous GPS observations, 2002–2011

Abstract

Una red de estaciones GPS de registro continuo ha operado en la Península de Nicoya en el norte de Costa Rica desde 2002. Procesamos todos los datos disponibles de esta red para el período 2002-2011 para investigar la ocurrencia de Eventos de Deslizamiento Lento (SSE) en la interfaz de subducción entre las placas de Cocos y Caribe. Con el fin de superar el enmascaramiento de la señal por los altos niveles de ruido troposférico, desarrollamos una nueva técnica que facilita la detección de eventos transitorios en presencia de ruido. Identificamos cinco SSE significativos durante el período 2002-2011, con tiempos medios de evento en 2003, 2005, 2007, 2009 y 2011, con un intervalo de recurrencia promedio de 216 meses. El análisis de series de tiempo muestra que la deformación transitoria imparte una firma similar a la caminata aleatoria. La eliminación de los SSE y los errores regionales de modo común de la serie de tiempo redujo la incertidumbre de la velocidad en casi un orden de magnitud. Los datos limitados disponibles para los eventos de 2003, 2005 y 2011 impiden la caracterización detallada de estos eventos. Sin embargo, una buena cobertura espaciotemporal de los eventos de 2007 y 2009 sugiere que ambos eventos tuvieron una duración y distribución irregulares. En el evento de 2007, el deslizamiento lento comenzó en el área costera del noroeste y migró hacia el sureste durante un período de 1 mes. El evento de 2009 tuvo una duración significativamente mayor y un mayor desplazamiento en la superficie. Las estaciones en el área noroeste observaron dos SSE separados en 2008.6 y 2009.4, correlacionándose bien con los episodios de temblores en alta mar, lo que indica un parche de deslizamiento SSE poco profundo con un intervalo de recurrencia más corto. Las diferencias significativas entre los eventos de 2009 y 2007 nos llevan a cuestionar el modelo simple de intervalo de recurrencia para el SSE en Nicoya.

A network of continuously recording GPS stations has operated in the Nicoya Peninsula of northern Costa Rica since 2002. We processed all available data from this network for the period of 2002–2011 to investigate the occurrence of Slow Slip Events (SSE) on the subduction interface between the Cocos and Caribbean plates. In order to overcome signal masking by high levels of tropospheric noise, we developed a new technique that facilitates detection of transient events in the presence of noise. We identified five significant SSEs during the 2002–2011 period, with event middle times in 2003, 2005, 2007, 2009 and 2011, with an average recurrence interval of 21 6 months. Time series analysis shows that transient deformation imparts a signature similar to random walk. Removal of the SSEs and regional common mode errors from the time series reduced velocity uncertainty by nearly an order of magnitude. Limited available data for the 2003, 2005 and 2011 events preclude detailed characterization of these events. However, good spatiotemporal coverage of the 2007 and 2009 events suggest that both events had irregular duration and distribution. In the 2007 event, slow slip started in the northwest coastal area and migrated southeastward over a period of 1 month. The 2009 event had a significantly longer event duration and larger surface displacement. Stations in the northwest area observed two separate SSEs in 2008.6 and 2009.4, correlating well with the tremor episodes offshore, indicating a shallow SSE slip patch with shorter recurrence interval. Significant differences between the 2009 and 2007 events lead us to question the simple recurrence interval model for the SSE in Nicoya.