Depth of Peru-Chile Trench along the Peruvian subduction zone

The Peru-Chile Trench delineates the boundary between two major tectonic plates, the Nazca and the South American plates. Along this boundary the Nazca plate subducts beneath the South American continent at a rate that varies from north to south with values from  6 to 7 cm/yr. Due to the subduction process the contact between both plates face strain/stress accumulation/releasing .

The Peru-Chile TRENCH depth all along the peruvian subduction zone is variable. For example in front of Tumbes (Lat -3) the trench has a depth of ~ 5300 meters below the sea level (b.s.l.), compared to ~ 6000 bsl in Piura. Then in front of Trujillo, Casma and the north of Lima the trench shows depths of ~ 7000, Southward  near the Nazca ridge, in front of Ica/Nazca the trench depth decreases to ~ 5200, and finally in front of Moquegua and Tacna the depth if of ~ 7400 meters below sea level.
The Figure shows the location of the trench denoted by the black line and on the left a profile showing the depth of the trench as a function of latitude.

Versión en Español:

La Fosa Peru-Chile delimita el contacto entre dos importantes placas tectónicas, la placa de Nazca y la Sudamericana. Debido al proceso de subducción, ambas placas están sometidas a grandes esfuerzos tectónicos. A lo largo de este límite la placa de Nazca se introduce por debajo de Sudamérica  con velocidades que se incrementan de Norte a Sur y son del orden de 6 a 7 cm por año.

La profundidad a la cual se encuentra la fosa Peru-Chile a lo largo de la zona de subducción en Perú es variable. Por ejemplo frente a la localidad de Tumbes la fosa tiene una profundidad de ~5300 metros por debajo del nivel del mar (m.d.n.m.), frente a Piura de ~6000 m.d.n.m., frente a Trujillo, Casma y norte de Lima de ~7000 m.d.n.m. posteriormente hacia el sur a la altura de la dorsal de Nazca, frente a Ica/Nazca decrece en profundidad a ~5200 para luego ganar mayor profundidad hacia el sur de ~7400  frente a Moquegua y Tacna.

En la Figura adjunta se muestra la ubicación de la fosa denotada por la linea negra y en el extremo izquierdo el perfil que muestra la profundidad de la fosa en función de la Latitud geográfica.

Análisis efectuado por JC VILLEGAS

Felt earthquakes during 2012 in Peru

Peru is located in the South American subduction zone where the Nazca Plate subducts beneath the South American continent at a rate of 7 cm/yr in a NEE direction. This rapid subduction originates strong seismic coupling all along the subduction interface and gives raise to the continuous occurrence of earthquakes of light to moderate magnitude (M>4t<6) and less frequently to earthquakes of strong to large magnitude (M>7).

In Peru the Instituto Geofísico del Peru (IGP) is the official government dependency in charge of the earthquake monitoring and surveillance all along its territory. Regularly in Peru there are several earthquakes every day, but only those that are felt by the population are reported by IGP, those that are not felt are processed and stored in a database.

In 2012 the IGP reported the occurrence of 225 felt earthquakes. This number compared to previous years (in 2010=154, in 2011=138 ) caused some surprise because to its increment, nevertheless it is necessary to mention that during last year the IGP seismic network was improved through the installation of new stations and also the communication technology (social networks) and reports from the people improved. However I cannot discard that the seismicity rate has increased during 2012  specially in Lima where I do live since some years ago and where this past year personally I felt several earthquakes, more than the normal average.

The 225 felt earthquakes reported by IGP show magnitudes ranging between 3.5 and 6.4 with depths varying between 10km and 169km. From this list the largest one occurred on August 2nd 2012 at 04:38 GMT with a magnitude of 6.4 ML (lat. -74.19, lon -8.64), the hypocenter was located at 150 of depth registering intensities of IV-V in Pucallpa, IV in Huanuco III in Trujillo and II in Lima. Fortunately any of this events caused casualties. Here is the list with the 10 most large earthquake occurred in Peru during 2012:

02/08/2012	4:38	-8.64	-74.19	150	6.4	IV-V Pucallpa; III-IV Huanuco; III Trujillo; II Lima
30/01/2012	0:10	-14.37	-76.02	54	6.3	V Ica; IV-V Pisco; IV Chincha, Palpa, San Vicente de Cañete
14/05/2012	5:00	-18.05	-70.06	98	6.1	IV Tacna; III-IV Ilo, Moquegua; III Arequipa; II-III Ocoña
07/06/2012	11:03	-15.98	-72.75	110	6.1	V Chuquibamba; IV Caraveli; III-IV Arequipa
10/11/2012	9:57	-8.88	-75.19	135	6.0	IV-V Aguaytia
27/11/2012	22:09	-4.68	-76.26	143	5.8	III Yurimaguas, Lagunas; II-III Moyobamba
02/07/2012	23:31	-14.71	-76.13	34	5.6	IV Ica
06/05/2012	7:40	-13.93	-75.96	65	5.5	V Pisco; III-IV Ica; II-III Lima
25/10/2012	15:49	-5.83	-76.43	110	5.5	III-IV Yurimaguas; III Moyobamba; II Lamas
26/02/2012	3:08	-18.82	-69.63	117	5.4	II Tacna, Tarata
07/08/2012	5:30	-13.50	-77	46	5.4	II-III San Vicente de Cañete; II Ica, Lima

The Figure shows the spatial distribution of the 225 felt earthquakes occurred in Peru during 2012. The size of the circle is proportional to the magnitude of the earthquake (4, 5, 6 and 7 ML) and the color is referred to the depth according to the colorbar. We observe that the seismicity is mostly concentrated offshore in central Peru in front of the Ica and Lima provinces, this fact supports my guess about the increment of the seismicity around Lima. In general all along Peru we observe that shallow seismicity (0-60km) is mostly concentrated between the trench and the coastline and it is directly related to the friction process of the Nazca and South American plates. Inland the shallow seismicity decreases in number, the few events most probably are related to the active quaternary faulting. Moreover, we also observe more intermediate events inland, some clusters are clearly distinguished at -77W, -5S and -75W, -9S with both probably related to the internal deformation of the subducting slab. Some moderate intermediate events occurred also in Arequipa and Tacna. In Northern Peru the seismicity rate during 2012 in minor.

Los 10 terremotos más grades y más catastróficos del 2012

El 2012 ha sido un año de eventos sísmicos sorprendentes. El 11 de Abril del 2012 ocurrieron dos eventos de magnitudes 8.6 y 8.2 Mw afuera de las costas del norte de Sumatra en Indonesia, estos eventos, los mas grandes del año, fueron resultado de un fallamiento tipo 'strike-slip' dentro de la litosfera oceánica de la placa Indo-Australiana. Hasta ese entonces no se sabia o no se tenia registro de la ocurrencia grandes terremotos de este tipo en el interior de una placa y menos de la ocurrencia de un evento seguido por otro en tan solo algunos minutos. Un aspecto particular de estos eventos fue que, a pesar de que su epicentro se ubicó en el mar, por su origen (tipo strike-slip) dichos eventos no generaron un tsunami como se esperaria en el caso de que los sismos ocurrieran en la frontera de dos placas, como es el caso de la placa de Nasca y la Sudamericana (donde se observa un tipo de fallamiento inverso).

Entonces sin más preámbulos la lista de
Los 10 TERREMOTOS MAS GRANDES DEL 2012
Magnitud   Profundidad   Fecha   Ubicación

1. Mw 8.6,   10 km,   2012-04-11,   Sumatra
2. Mw 8.2,   10 km,   2012-04-11,   Sumatra
3. Mw 7.7,   611 km,   2012-08-14,   Sea of Okhotsk
4. Mw 7.7,   10 km,   2012-10-28,   Queen Charlotte Islands
5. Mw 7.6,   20 km,   2012-08-31,   Philippine Islands
6. Mw 7.6,   40 km,   2012-09-05,   Costa Rica
7. Mw 7.4,   19 km,   2012-03-20,   Mexico
8. Mw 7.4,   25 km,   2012-08-27,   El Salvador
9. Mw 7.3,   30 km,   2012-11-07 ,   Guatemala
10. Mw 7.3,   30 km,   2012-12-07,   Honshu, Japan

De estos 10 eventos, 9 ocurrieron a profundidades relativamente superficiales < 40km, mientras que solo uno ocurrió a una profundidad de 611 km.

Fuente de la Imagen: Centro Sismológico Europeo

Los 10 TERREMOTOS MAS CATASTROFICOS DEL 2012 (fuente USGS)

Fallecidos   Magnitud   Profundidad   Fecha   Ubicación

1.    306,   Mw 6.4,   10 km,   2012-08-11,   Iran
2.    139,   Mw 7.4,   19 km,   2012-03-20,   Mexico
3.    113,   Mw 6.7,   20 km,   2012-02-06,   Philippines
4.     81,   Mw 5.6,   10 km,   2012-09-10,   China
5.     75,   Mw 5.7,   15 km,   2012-06-11,   Afghanistan
6.     38,   Mw 6.8,   10 km,   2012-11-11,   Myanmar
7.     27,   Mw 6.1,   10 km,   2012-05-20,   Italy
8.     10,   Mw 8.4,   10 km,   2012-04-11,   Sumatra
9.       6,   Mw 6.3,   10 km,   2012-08-18,   Sulawesi
10.       4,   Mw 5.5,   10 km,   2012-06-24,   China

Podemos aprender algo nuevo de esto? en realidad no más de lo que ya se conoce.

- No es el tamaño o magnitud del sismo quien determina el número de muertes.

- Son por lo general los eventos superficiales (cerca o por debajo de poblaciones).

- Son las malas construcciones o los malos estándares y/o reglamentos de edificación.

En el siguiente mapa de la USGS se representa por el tamaño de los círculos el número de muertes asociadas a sismos durante el 2012.

A diferencia de otros años en el 2012 solo se tuvo que lamentar la pérdida de 768 vida humanas, lo cual hace del 2012 un año excepcional. A continuación un rápido recuento del número de fallecidos por terremotos en en años pasados 

Año   fallecidos   (Sismo Principal)

• 2011: 21,953 (Japan: 20,896 muertes)
• 2010: 320,120 (Haiti: 316,000 muertes)
• 2009: 1,790 (Indonesia: 1,117 muertes)
• 2008: 88,011 (China: 87,587 muertes)
• 2007: 712 (Peru: 514 muertes)
• 2006: 6,605 (Indonesia: 5,749 muertes)
• 2005: 88,003 (Pakistan: 80,361 muertes)
• 2004: 228,802 (Indonesia: 227,898 muertes)
• 2003: 33,819 (Iran: 31,000 muertes)
• 2002: 1,685 (Afghanistan: 1,000 muertes)
• 2001: 21,357 (India: 20,023 muertes)

De esta tabla se puede desprender que para la mayoría de casos tan solo un evento representa más del 90% de víctimas. Se puede decir que la tasa de mortalidad debido a terremotos regulares es mas o menos la misma cada año (algunos cientos cada año). El terremoto que causó mayor mortalidad en el 2012 fue el ocurrido en Irán el 11 de Agosto, que ocasionó más de 300 muertes, mientras que el resto dejaron entre 4 y 139 fallecidos.
(La mayor parte del articulo fue extraído del post de C. Grutzner en Paleosismicidad.)

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.