Seismic cycle and plate margin deformation in Costa Rica: GPS observations from 1994 to 1997

Abstract

Global Positioning System (GPS) observations in Costa Rica from 1994 to 1997 reveal a complex pattern of motion consistent with the superposition of seismic cycle and secular plate margin deformation. In the south, velocity vectors are consistent with motion of the Panama Block plus postseismic deformation following the 1991 Limon earthquake and interseismic strain due to partial locking of the Middle America Trench (MAT) thrust. In the northwest, sites west of the volcanic arc are moving to the NW as a forearc sliver. Superimposed on this sliver motion are vertical and horizontal interseismic deformations from the adjacent Nicoya segment of the MAT. We apply two different inverse methods to understand the source of the seismic strain in NW Costa Rica. We compare fault-locking models derived using a singular value decomposition inversion with that of a simulated annealing global optimization approach. Both methods yield similar models for partial locking of the thrust interface beneath the Nicoya Peninsula. Our results define an area of nearly fully locked fault beneath the outer coast of the southern portion of the peninsula, with somewhat lower coupling beneath the northern half and with low coupling elsewhere. These initial results show the promise for detailed imaging of the locked portion of a thrust interface responsible for future large subduction zone earthquakLas observaciones del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) en Costa Rica entre 1994 y 1997 revelan un complejo patrón de movimiento consistente con la superposición del ciclo sísmico y la deformación secular del margen de placa. de la placa. En el sur, los vectores de velocidad son consistentes con el movimiento del bloque de Panamá bloque de Panamá más la deformación postsísmica tras el terremoto de Limón de 1991 y la tensión intersísmica debido al bloqueo parcial del empuje de la Fosa de América Central (MAT). En el noroeste, los lugares al oeste del del arco volcánico se desplazan hacia el NO como una faja de antepaís. A este movimiento en faja se superponen vertical y horizontal del segmento adyacente de Nicoya del TMA. Aplicamos dos métodos inversos diferentes para entender la fuente de la deformación sísmica en el NO de Costa Rica. Costa Rica. Comparamos los modelos de bloqueo de fallas derivados mediante una descomposición de valores singulares de valores singulares con el de un enfoque de optimización global de recocido simulado. Ambos métodos producen Ambos métodos producen modelos similares para el bloqueo parcial de la interfaz de empuje debajo de la Península de Nicoya. Nuestros resultados en Nuestros resultados definen un área de falla casi totalmente bloqueada bajo la costa exterior de la porción sur de la de la península, con un acoplamiento algo menor bajo la mitad norte y con un bajo acoplamiento en otros lugares. Estos resultados iniciales son prometedores para la obtención de imágenes detalladas de la parte bloqueada de una de una interfaz de empuje responsable de futuros grandes terremotos en la zona de subducción.