GPS measurements of crustal deformation associated with the 22 April 1991, Valle de la Estrella, Costa Rica Earthquake

Abstract

We present analysis results for Global Positioning System (GPS) measurements made at sites in Costa Rica during two campaigns in February and July 1991. GPS solutions for 5 sites (Limon, Liberia, Bratsi, ETCG, and Vueltas) reveal significant horizontal and vertical displacements relative to their February positions. Horizontal displacements relative to Liberia, measured 244.7 ± 0.8, 89.2 ± 0.9, 12.4 ± 1.3, and 1.9 ± 0.9 cm at Limon, Bratsi, Vueltas, and ETCG respectively. Vertical displacements relative to Liberia measured 163 ± 2.1, 15.3 ± 3.0, −10.5 ± 4.4, and −0.6 ±2.1 cm at Limon, Bratsi, Vueltas, and ETCG respectively. We find differences in the GPS derived vertical and horizontal displacements compared to other types of geodetic measurements of uplift in the coastal region and their associated models. To address these differences we compute a dislocation model which fits the GPS measured displacements. A simple uniform planar slip model can not reconcile the differences between the coastal uplift data or the seismic moment, suggesting considerable complexity of the earthquake source.

Presentamos los resultados del análisis de mediciones del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) realizadas en sitios en Costa Rica durante dos campañas en febrero y julio de 1991. Las soluciones GPS para 5 sitios (Limón, Liberia, Bratsi, ETCG y Vueltas) revelan desplazamientos horizontales y verticales significativos con respecto a sus posiciones de febrero. Los desplazamientos horizontales con respecto a Liberia midieron 244,7 ± 0,8, 89,2 ± 0,9, 12,4 ± 1,3 y 1,9 ± 0,9 cm en Limón, Bratsi, Vueltas y ETCG respectivamente. Los desplazamientos verticales con respecto a Liberia midieron 163 ± 2,1, 15,3 ± 3,0, -10,5 ± 4,4 y -0,6 ±2,1 cm en Limón, Bratsi, Vueltas y ETCG respectivamente. Encontramos diferencias en los desplazamientos verticales y horizontales derivados por GPS en comparación con otros tipos de mediciones geodésicas de levantamiento en la región costera y sus modelos asociados. Para abordar estas diferencias, calculamos un modelo de dislocación que se ajusta a los desplazamientos medidos por GPS. Un modelo simple de deslizamiento planar uniforme no puede conciliar las diferencias entre los datos de levantamiento costero ni el momento sísmico, lo que sugiere una considerable complejidad de la fuente del sismo.