Multiscale postseismic behavior on a megathrust: the 2012 Nicoya earthquake, Costa Rica

Abstract

La Península de Nicoya, en el noroeste de Costa Rica, se encuentra sobre una sección del megaembotamiento de subducción a lo largo de la Fosa Mesoamericana. El 5 de septiembre de 2012, un megaembotamiento de magnitud de momento 7,6 se produjo bajo una densa red de estaciones GPS y sísmicas continuas. Muchas de las estaciones GPS registraron el evento a alta frecuencia, 1 Hz o mejor. Analizamos la evolución temporal y espacial de la deformación superficial tras el terremoto. Nuestros resultados muestran que la ruptura principal fue seguida por un deslizamiento posterior significativo dentro de las primeras 3 h posteriores al evento principal. El comportamiento del desplazamiento superficial puede representarse mediante procesos de relajación con tres tiempos característicos: 7, 70 y más de 400 días. Suponemos que el tiempo de relajación largo corresponde a la relajación viscoelástica y el tiempo de relajación intermedio corresponde al deslizamiento posterior en la falla principal. El tiempo de relajación corto puede representar una combinación de deslizamiento posterior rápido, ajuste poroelástico en la corteza superior u otros procesos. Durante los primeros meses posteriores al terremoto, el deslizamiento posterior probablemente liberó una cantidad significativa del déficit de deslizamiento aún presente tras la ruptura cosímica, en particular el buzamiento ascendente de la ruptura. El deslizamiento posterior parece estar limitado por el buzamiento ascendente de las regiones afectadas por deslizamientos lentos previos al terremoto, lo que sugiere que ambos procesos se ven influenciados por diferentes propiedades de fricción.The Nicoya Peninsula in northwest Costa Rica overlies a section of the subduction megathrust along the Middle America Trench. On 5 September 2012, a moment magnitude 7.6 megathrust earthquake occurred beneath a dense network of continuous GPS and seismic stations. Many of the GPS stations recorded the event at high rate, 1 Hz or better. We analyze the temporal and spatial evolution of surface deformation after the earthquake. Our results show that the main rupture was followed by significant afterslip within the first 3 h following the main event. The behavior of the surface displacement can be represented by relaxation processes with three characteristic times: 7, 70, and more than 400 days. We assume that the long relaxation time corresponds to viscoelastic relaxation and the intermediate relaxation time corresponds to afterslip on the main fault. The short relaxation time may represent a combination of rapid afterslip, poroelastic adjustment in the upper crust, or other processes. During the first few months that followed the earthquake, afterslip likely released a significant amount of slip deficit still present following the coseismic rupture, in particular updip of the rupture. Afterslip seems to be bounded updip by regions affected by slow slip events prior to the earthquake, suggesting that the two processes are influenced by different frictional properties.