Earthquake and tsunami forecasts: Relation of slow slip events to subsequent earthquake rupture

Abstract

The 5 September 2012 Mw 7.6 earthquake on the Costa Rica subduction plate boundary followed a 62-y interseismic period. Highprecision GPS recorded numerous slow slip events (SSEs) in the decade leading up to the earthquake, both up-dip and down-dip of seismic rupture. Deeper SSEs were larger than shallower ones, if characteristic of the interseismic period, release most locking down-dip of the earthquake, limiting down-dip rupture and earthquake magnitude. Shallower SSEs were smaller, accounting for some but not all interseismic locking. One SSE occurred several months before the earthquake, but changes in Mohr-Coulomb failure stress were probably too small to trigger the earthquake. Because many SSEs have occurred without subsequent rupture, their individual predictive value is limited, but taken together they released a significant amount of accumulated interseismic strain before the earthquake, effectively defining the area of subsequent seismic rupture (rupture did not occur where slow slip was common). Because earthquake magnitude depends on rupture area, this has important implications for earthquake hazard assessment. Specifically, if this behavior is representative of future earthquake cycles and other subduction zones, it implies that monitoring SSEs, including shallow up-dip events that lie offshore, could lead to accurate forecasts of earthquake magnitude and tsunami potential.El terremoto de 7,6 Mw del 5 de septiembre de 2012 en el límite de la placa de subducción de Costa Rica siguió a un período interseísmico de 62 años. El GPS de alta precisión registró numerosos eventos de deslizamiento lento (SSE, por sus siglas en inglés) en la década previa al terremoto, tanto hacia arriba como hacia abajo de la ruptura sísmica. Los SSE más profundos eran más grandes que los menos profundos, si bien son característicos del período interseísmico, liberan la mayor parte del bloqueo descendente del terremoto, lo que limita la ruptura y la magnitud del terremoto. Los SSE menos profundos eran más pequeños, lo que explica algunos pero no todos los bloqueos interseísmicos. Un SSE ocurrió varios meses antes del terremoto, pero los cambios en la tensión de falla de Mohr-Coulomb probablemente fueron demasiado pequeños para desencadenar el terremoto. Debido a que muchos SSE han ocurrido sin ruptura posterior, su valor predictivo individual es limitado, pero en conjunto liberaron una cantidad significativa de tensión interseísmica acumulada antes del terremoto, definiendo efectivamente el área de ruptura sísmica posterior (la ruptura no ocurrió donde el deslizamiento lento era común ). Debido a que la magnitud del terremoto depende del área de ruptura, esto tiene implicaciones importantes para la evaluación del peligro de terremoto. Específicamente, si este comportamiento es representativo de los ciclos futuros de terremotos y otras zonas de subducción, implica que el monitoreo de las SSE, incluidos los eventos poco profundos de buzamiento ascendente que se encuentran en alta mar, podría conducir a pronósticos precisos de la magnitud del terremoto y el potencial de tsunami.O terremoto de 5 de setembro de 2012 Mw 7,6 no limite da placa de subducção da Costa Rica seguiu um período interseísmico de 62 anos. O GPS de alta precisão registrou vários eventos de deslizamento lento (SSEs) na década que antecedeu o terremoto, tanto para cima quanto para baixo da ruptura sísmica. Os SSEs mais profundos eram maiores do que os mais rasos, se característicos do período interseísmico, liberam a maior parte do bloqueio de descida do terremoto, limitando a ruptura da descida e a magnitude do terremoto. SSEs mais rasos eram menores, respondendo por alguns, mas não todos os bloqueios interseísmicos. Um SSE ocorreu vários meses antes do terremoto, mas as mudanças na tensão da falha de Mohr-Coulomb foram provavelmente muito pequenas para desencadear o terremoto. Como muitos SSEs ocorreram sem ruptura subsequente, seu valor preditivo individual é limitado, mas, em conjunto, eles liberaram uma quantidade significativa de deformação interseísmica acumulada antes do terremoto, definindo efetivamente a área de ruptura sísmica subsequente (a ruptura não ocorreu onde o deslizamento lento era comum ) Como a magnitude do terremoto depende da área de ruptura, isso tem implicações importantes para a avaliação do risco de terremoto. Especificamente, se esse comportamento for representativo de futuros ciclos de terremotos e outras zonas de subducção, isso implica que o monitoramento de SSEs, incluindo eventos de mergulho em águas rasas, pode levar a previsões precisas da magnitude do terremoto e potencial de tsunami.