A tremor and slip event on the Cocos-Caribbean subduction zone as measured by a global positioning system (GPS) and seismic network on the Nicoya Peninsula, Costa Rica

Abstract

In May 2007 a network of global positioning systems (GPS) and seismic stations on the Nicoya Peninsula, of northern Costa Rica, recorded a slow-slip event accompanied by seismic tremor. The close proximity of the Nicoya Peninsula to the seismogenic part of the Cocos-Caribbean subduction plate boundary makes it a good location to study such events. Several centimeters of southwest motion were recorded by the GPS stations over a period of several days to several weeks, and the seismic stations recorded three distinct episodes of tremor during the same time span. Inversion of the surface displacement data for the depth and pattern of slip on the plate interface shows peak slip at a depth of 25-30 km, downdip of the main seismogenic zone. Estimated temperatures here are ∼250°-300°C, lower than in other subduction zones where events of this nature have been previously identified. There may also be a shallower patch of slip at ∼6 km depth. These results are significant in that they are the first to suggest that slow slip can occur at the updip transition from stick slip to stable sliding, and that a critical temperature threshold is not required for slow slip. Tremor and low-frequency earthquake locations are more difficult to determine. Our results suggest they occur on or near the plate interface at the same depth range as the deep slow slip, but not spatially colocated. Copyright 2010 by the American Geophysical Union.En mayo de 2007, una red de estaciones GPS y sísmicas en la península de Nicoya, al norte de Costa Rica, registró un deslizamiento lento acompañado de temblor sísmico. La proximidad de la península de Nicoya a la zona sismogénica del límite de subducción de las placas Cocos-Caribe la convierte en un lugar idóneo para estudiar este tipo de eventos. Las estaciones GPS registraron un movimiento de varios centímetros hacia el suroeste durante un periodo de varios días a varias semanas, y las estaciones sísmicas registraron tres episodios distintos de temblor durante el mismo lapso. La inversión de los datos de desplazamiento superficial para determinar la profundidad y el patrón de deslizamiento en la interfaz de las placas muestra un deslizamiento máximo a una profundidad de 25-30 km, aguas abajo de la zona sismogénica principal. Las temperaturas estimadas en esta zona son de aproximadamente 250°-300°C, inferiores a las de otras zonas de subducción donde se han identificado previamente eventos de esta naturaleza. También podría existir una zona de deslizamiento menos profunda, a unos 6 km de profundidad. Estos resultados son significativos, ya que son los primeros en sugerir que el deslizamiento lento puede ocurrir en la transición ascendente desde el deslizamiento intermitente al deslizamiento estable, y que no se requiere un umbral de temperatura crítico para el deslizamiento lento. La localización de los temblores y los terremotos de baja frecuencia es más difícil de determinar. Nuestros resultados sugieren que ocurren sobre o cerca de la interfaz de placas, en el mismo rango de profundidad que el deslizamiento lento profundo, pero no en la misma ubicación espacial. © 2010 por la Unión Geofísica Americana.