A Slow Slip Event and synchronous seismicity in the Northern Peru subduction zone

Preliminary results of this study have been presented in the AGU Fall Meeting 2012 in San Francisco.

In this study we report the observations of a Slow Slip Event (SSE) and a synchronous seismicity occurred in 2009 along a segment of the Nazca/South America subduction zone in northern Peru. The SSE event started in early 2009 and lasted 7 months, involving a maximum trenchward displacement of 14 mm recorded at the permanent station in the Bayovar Peninsula. Modeling of the cumulative surface displacements field show that a shallow patch of of the megathrust interface has slipped up to 45 mm leading to and eq. moment release of an earthquake of Mw=6.7. During this period and abrupt increment of the seismicity rate occurred in the same area. However the cumulative seismic moment of the seismicity only accounts for about 35% of the total geodetic moment released. This observation constitutes one of the first that correlates rupture characteristics with aseismic slip in a subduction zone. I general terms, our results suggest a model where the anatomy of the subduction interface is constituted  of small to moderate-size isolated patches of velocity weakening material embedded in a much larger velocity strengthening area which promotes aseismic slip or large post-seismic slip once the small asperities are ruptured.

Authors: Villegas Lanza JC., Nocquet J-M., Chlieh M., Vallée M., Tavera H. and Rolandone F.
IGP, Geoazur, IRD and ISTEP

Enjambre de sismicidad en BRAWLEY USA: secuencia de sismos del 28Ago2012

Un enjambre de sismicidad (denotado en lengua inglesa como: 'earthquake swarm') se define por  la ocurrencia de un conjunto de eventos sísmicos en un area determinada y durante un periodo de tiempo relativamente corto, del orden de días hasta algunas semanas. A diferencia de los sismos regulares en los que se observa la ocurrencia de un sismo principal seguido de una serie de réplicas, los enjambres se caracterizan por una secuencia de eventos en las que no existe un evento principal que desencadene la ocurrencia de otros, sino que, su ocurrencia en tamaño y tiempo es aleatoria, pudiendo existir predecesores (foreshocks), eventos principales (mainshocks) y réplicas (aftershocks). Aunque este tipo de eventos es característico de ambientes volcánicos, también se han observado en algunas zonas de subducción y fallas activas.

La noche del 26 de Agosto del 2012 un enjambre de sismicidad tuvo lugar en Brawley en los Estados Unidos, esta secuencia comenzó con seis eventos de magnitud ML<2.0 en un periodo muy corto de tiempo (pocas horas), llegando a registrarse hasta el momento (28Ago2012) más de 550 eventos sísmicos. De esta secuencia los 2 sismos de mayor magnitud M5.3 y M5.5 ocurrieron a las 12:31 y 13:57 del 26 de Agosto (UTC), respectivamente. Asimismo, se registraron más de 8 eventos con magnitudes entre 4 y 5 ML y un total de 57 eventos de magnitud superior a 3.0. En la figura se muestra la secuencia de sismos de Brawley (Fuente NEIC).

Esta secuencia de sismos viene ocurriendo en una zona de fallas geológicas activas a 6 km al norte de la falla Imperial Valley, en una zona denominada Brawley Seismic Zone (BSZ) la cual se extiende hacia el sur hasta el límite de la falla de San Andrés. Sin embargo, esta no es la primera vez que se observa enjambres sísmicos en esta región. Según los catálogos sísmicos instrumentales, se tiene registro de enjambres ocurridos en 1930, 1960, 1970 y 1981. Recientemente, en el 2005 un enjambre de sismicidad también tuvo lugar muy cerca de esta zona, en el flanco sur del Salton Sea, con eventos que alcanzaron magnitudes del orden de 5.1ML. De todos estos enjambres el de 1960 fue el uno de los más activos con varios cientos de eventos registrados durante su evolución. La figura a continuación muestra la evolución temporal del enjambre de sismicidad en función de la magnitud de los sismos para la secuencia de BSZ.

Desde 1981, el área de BSZ permaneció inactiva por cerca de 20 años. Desde el 2000 se han observado enjambres moderados con eventos de baja magnitud y corta duración. De la experiencia de los enjambres anteriores, se espera que esta secuencia de sismos continúe por muchos días más. Asimismo, no se descarta que ocurran eventos de magnitud superior a los ocurridos el 26 de Agosto. Tras la ocurrencia de este enjambre un equipo del Servicio Sismológico del Sur de California ha organizado visitas de campo para evaluar daños en estructuras y problemas ligados a licuefacción de suelos, seguramente pronto se tendrán mas novedades.

Emjambre de sismicidad en Italia: la secuencia de sismos del 29May2012

En menos de 10 dias, luego que un sismo de magnitud moderada sacudiera la región de Emilia-Romagna en el Norte de Italia, un sismo de magnitud 5.8 en la escala de Richter sacudió la misma región el pasado 29 de Mayo de 2012. Este sismo dejo como saldo la lamentable perdida de 14 personas y cuantiosos daños estructurales.
Según estudios efectuados en los años precedentes, ésta región se encuentra dentro de un complejo sistema de fallas activas. Según la sección geológica de Beneddetti, et al 2003 (JGR), el reciente sismo habría ocurrido en una falla contigua a la que dio origen al sismo ocurrido 10 días atrás en la región de las Montañas de Apenines. Investigadores sostienen la hipótesis de que los esfuerzos liberados por el primer sismos habrían elevado la resistencia elastica de la zona del segundo sismo conduciendo a la ruptura. en 1997 en la misma región se produjo un enjambre de sismos.

A continuación presento una secuencia animada del enjambre de sismicidad que del 29/05/2012

Aqui otra animación de la misma región en una cross-secction in 2.5D

VIDEO: Animated map of earthquakes Tweets

Might be useful for a rapid roughly estimation of the location of the earthquake.
Actually, the European Seismological Centre has included in their routine the tracking of the twitter tags #earthquake and #seismo #and related... each an earthquake occurs. Since the records of the seismographs take some time to be processed and since they sometimes are dependent of telephone communication, which usually collapse during strong earthquakes. By tag tracking earthquake-tweets seem to be a tool for a rapid roughly estimation of the epicenter location. In the February issue of the journal Science one article covered the new trends seismologist are using for a rapid response after an earthquake.

Cambio abrupto en el ángulo de subducción (DIP) de la placa de Nazca en la zona de subducción del norte de Chile

Una reciente publicación de investigadores de la Universidad de Chile encabezada por Contreras-Reyes E., dan cuenta de un cambio abrupto en el ángulo de subducción del slab en la zona de subducción del Norte de Chile (~ Lat. 22 S). En el abstract de la publicación los autores refieren que desde 1877 (fecha en la que ocurrió un sismo de 8.8Mw) no se ha registrado un sismo-tsunamigenico en la región norte de Chile, un segmento de esta zona de subducción que ya ha sido reconocido a través de muchos estudios como un gap sísmico 'maduro'.  En el 2007 un sismo de 7.7Mw ocurrido en Tocopilla, en el límite sur del gap sismico, originó la ruptura de la parte inferior de la zona simogénica, dejando el segmento superior de la interfaz de subducción (de 0 a ~50km de prof.) con un alto nivel de acoplamiento el cual aún no sufre ruptura. En este estudio los autores investigan la estructura litosférica de la zona de subducción en la región del gap sísmico. Para este propósito hacen uso de los datos obtenidos a partir de los métodos de reflexión y refracción sísmica tanto en mar como en continente, asimismo complementan el estudio con datos de los parámetros hipocentrales de las réplicas del sismo de Tocopilla del 2007. Los resultados muestran un incremento abrupto en el ángulo de subducción de la placa de Nazca, de un ángulo de ~10 hasta ~22 grados, a una profundidad de ~20 km. La distribución de las réplicas indica que el cambio de angulo ed subducción del slab actuó como una barrera que impidió la propagacíon del sismo del 2007 hacia la fosa. Estos resultados implican que la zona de subduccion no solo presenta cambios/heterogeneidades laterales sino que también grandes variaciones pueden presentarse en la dirección de la subducción. Los autores sostienen que para la ocurrencia de sismos tsunamigenicos de gran magnitud, estos deben cruzar la barrera y romper toda la zona sismogénica.

En la figura se muestra el cambio en ángulo del dip. La estrella y los circulos amarrilos muestran el evento principal y las réplicas del sismo de Tocopilla del 2007 (7.7Mw), respectivamente.

These results have been published in the current issue of the journal Nature. Contreras-Reyes et al., (2012)

MAP: The Mohorovivic discontinuity in Southamerica - ESA

The European Spatial Agency (ESA) has just published the first global high resolution map of the boundary between Earth's Crust and Mantle - mostly known as MOHO -. The map has been produced based on data from the GOCE gravity satellite. An improved image and knowledge of the Moho will offer new clues about the dynamics earth's interior.
The region between the crust and upper mantle is the place where most geological process occur, such as earthquakes, volcanism and orogeny; most resources including natural gas, oil and minerals comes from there to make possible our daily live.
Until just a century ago, we didn’t know Earth has a crust. In 1909, Croatian seismologist Andrija Mohorovičić found that at about 50 km underground there is a sudden change in seismic speed. Ever since, that boundary between Earth’s crust and underlying mantle has been known as the Mohorovičić discontinuity, or Moho.

Two methods are used to distinguish the different layers of earth's interior: seismic and gravimetric. Seismic uses the treveltime of the seismic waves. Gravimetry looks at the gravitational effect due to the density difference caused by the changing composition of crust and mantle.

The GOCE Exploitation for Moho Modelling and Applications project – or GEMMA – has now generated the first global high-resolution map of the boundary between Earth’s crust and mantle based on data from the GOCE satellite.
For the first time, it is possible to estimate the Moho depth worldwide with unprecedented resolution, as well as in areas where ground data are not available. This will offer new clues for understanding the dynamics of Earth’s interior, unmasking the gravitational signal produced by unknown and irregular subsurface density distribution.

(Map from the European Spatial Agency)

Who was the first to publish and publicise his view that a single continent existed about 300 million years ago?

Alfred Wegener (November 1, 1880 – November 1930) first piblicised the idea of a single continent in his book 'The Origin of Continents and Oceans' (Die Entstehung der Kontinente und Ozeane) first published in 1915. He postulated that all the continents had at one time formed a single supercontinent which he called the "Urkontinent", before later breaking up and drifting to their present locations.

precisión en los decimales de las coordenadas geográficas

Precisión en los decimales de las coordenadas geográficas en formato decimal

No    DEG MIN SEC	DECIMAL DEG	Distance		Unit Dist.
0    1 ° 0’0 "	1.0	111.319		km
1    0 ° 6’0 "	0.1	11.1319		km
2    0 ° 0’3 .6 "	0.01	1.11319		km
3    0 °  0’0 .36 "	0.001	111.319		m
4    0 ° 0’0 .036 "	0.0001	11.1319		m
5    0 ° 0’0 .0036"	0.00001	1.11319		m
6    0 ° 0’0 .00036 "	0.000001	11.1319		cm
7    0 ° 0’0 .000036 "	0.0000001	1.11319		cm
8    0 ° 0’0 .0000036 "	0.00000001	1.11319		mm
9    0 ° 0’0 .00000036 "	0.000000001	0.111319		mm

Extraordinaria visualización de los sismos en Japon durante el 2011. Especial atención al sismo de Tohoku-Oki 11.3.2011

Un excelente video que muestra la distribución espacio-temporal de la sismicidad en Japón con un EXTRA: el sonido asociado a la liberación de energia de cada sismo. Importante subir el volumen para esto :-). Además se ilustran: la magnitud de los sismos en función del tiempo, el número acumulado de sismos, y otros... El autor del video indica que los datos utilizados para esta animación provienen de la Agencia de Meteorología del Japon... ENJOY IT!!!

Y a escala global... Otro excelente video, esta vez con datos del NEIC/USGS (M>4.5) para el mismo periodo... simplemente ....LA CLASSS!!!

Slow-Slip previo al sismo de Tohoku-Oki M9.0 2011

Recientemente Kato et al. reportaron en Science la ocurrencia de un Slow-Slip antes de que se produzca la ruptura del sismo de Tohoku-Oki M9.0 del 2011.
La historia de los grandes sismos ocurridos en el pasado, ha permitido conocer hoy en día que muchos de los grandes sismos suelen ser precedidos por uno o más eventos 'pre-monitores', pero a la fecha todavía no se ha demostrado como es que dichos eventos están relacionados al proceso de nucleación de la ruptura del sismo principal. Los autores de esta investigación, basados en un catálogo sísmico generado a partir de la aplicación de una técnica de correlación de las formas de ondas sísmicas, identificaron dos secuencias distintas de eventos pre-monitores, o 'foreshocks' (denominados así en la literatura especializada), los cuales presentaron una velocidad de migración de 2-10km/d, esta migración se dio desde el eje de contacto de placas hacia el hipocentro del sismo principal de Tohoku-Oki 2011. Des este modo, los autores basados en el análisis de similaridad de los eventos sísmicos que formaron parte de la migración, sostienen que la evolución quasi-estática del 'slip' en la interfaz de placas, está fuertemente asociada a ambas secuencias, las mismas que a su vez involucraron eventos transitorios de 'slow slip' que se propagaron hacia el punto de ruptura inicial. Finalmente, Kato, et al., sugieren que la segunda secuencia, qua habría causado un mayor 'slip', provocó un incremento significativo en la carga de los esfuerzos instantes previos al sismo, hecho que sin duda habría conducido a la ruptura dinámica del gran sismo M9.0 del 11 de Marzo de 2011.

Felt earthquakes in Peru during 2011

Rapid subduction of the Nazca plate beneath South America (of around ~6cm/yr, Kendrick, et al., (2003)),  causes strong seismic coupling along the entire subduction interface plate, giving raise to the continuous occurrence of interplate and intraplate earthquakes of different seismic moment release and located at diverse depths. On a yearly basis the seismicity rate in Peru vary from hundreds up to thousands of  earthquakes, but from the the total, only a certain number of events are felt by the population. In Peru, the "Instituto Geofísico del Peru" (IGP) is the institution in charge of the monitoring and surveillance of the seismic activity in the national territory, and whenever a seismic event is felt by the population, the information of the source parameters as well as the intensity reports are given as fast as possible and provided to the population in order be informed.


During 2011 the seismological service of IGP reported the occurrence of 138 felt earthquakes in the peruvian territory. From this dataset the largest magnitude event ML=7.0 occurred the August 24th at 17:46 (GMT) in the Peruvian Amazon, more precisely at 44 km SE from the Pucallpa city with a depth=149Km (intermediate depth) and called by IGP "The Contamana Earthquake". The second largest magnitude event ML=6.7occurred the October 28th at 18:54 (GMT) causing severe shaking on the western central coast, the hypocenter was located 63km south of Ica city with a depth=35 km, reported intensities reached values up to VI in the modified Mercalli scale, despite its moderate magnitude, this earthquakes seems to have filled the small seismic gap between the Nasca 1996 (M7.6) and the Pisco 2007 (M8.0) earthquakes, this hypothesis was also suggested in the IGP report for this earthquake. The magnitudes for the other events are ranging between 3.9 up to 6.6 ML, and all them have caused from small to moderate intensities in the cities near to the epicenter. The Figure shows the location of all the earthquakes occurred during 2011, red circles correspond to superficial/shallow earthquakes (depths between 0-60km) and green circles to intermediate events (depths between 61-300km). The size of each circle describes the magnitude assigned to each event according to the legend.  

The map shows that the superficial events are mostly located between the coast-line and the Peru-Chile trench, although in southern and northern Peru the seismicity distribution is quite scarce compared to central Peru, this suggests that the interaction between these two plates in central Peru during this year was important,  moreover in less proportion, some superficial events are also located inland over the andean cordillera and eastward in the sub-andean region, suggesting the interaction of the active quaternary faults  (note that colors define the topography). Intermediate events are mainly distributed inland showing a sparse distribution in northern Peru but most concurrent in Central and Southern Peru, where the geometry of the plate changes from sub-horizontal to normal. Note that in southern Peru the shallow seismicity is not important. In this region a large earthquake Mw=8.4 occurred in Jun. 2001 releasing part of the stress accumulated since the greatest 1868 southern Peru Earthquake. If someone wants to compare with the earthquakes reported for 2010 follow this link.

posted by JCVillegas and SYauri