Sismicidad y ruido sísmico en Costa Rica durante la pandemia del año 2020

Durante el 2020, la Red Sismológica Nacional (RSN) localizó 3480 sismos locales, equivalente a la energía sísmica liberada por un evento de magnitud (Mw) 6,5. La sismicidad se concentró principalmente en seis zonas con 100-350 temblores. Un total de 232 sismos (~7%) fueron sentidos por la población, incluyendo 17 con Mw entre 5,0 y 6,0. La mayoría de los eventos percibidos fueron superficiales (~85% < 30 km) y con Mw baja (~56% < 3,9). Las fallas en las placas cabalgantes provocaron 140 de los sismos sentidos, mientras que la zona sismogénica interplacas de la subducción ocasionó 61, incluyendo el evento más significativo cerca de Jacó en agosto (Mw 6,0). Este sismo y el de Boruca en marzo (Mw 5,6) provocaron las intensidades más altas observadas (VI). Durante el 2020, el nivel de ruido sísmico bajó de 200 a 50 nm debido a las medidas de confinamiento por la pandemia del COVID-19.UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela Centroamericana de Geologí

Recuento de la sismicidad en Costa Rica durante el 2019

Durante el 2019, la Red Sismológica Nacional (RSN: UCR-ICE) localizó 4602 sismos. De estos, 252 eventos (~5,5%) fueron sentidos por la población, incluyendo 24 sismos relevantes con magnitudes (Mw) entre 5,0 y 6,6. La mayoría (75%) de los sismos percibidos fueron superficiales (< 30 km) y el 51% tuvo una magnitud baja (Mw < 3,9). El fallamiento local y el regional provocaron 113 de los sismos sentidos, mientras que el proceso de subducción de la placa del Coco ocasionó 139. La sismicidad más alta ocurrió en cuatro cúmulos ubicados en el océano Pacífico al oeste de Guanacaste, la cordillera volcánica de Guanacaste, el sureste del Valle Central y una zona al norte de la península de Burica. El sismo más significativo del año fue el de Armuelles del 25 de junio (Mw 6,4), el cual provocó la intensidad sísmica más alta observada (VII) y la mayor cantidad de liberación de energía sísmica durante la semana de su ocurrencia (2,62E+11 kJ). La cantidad de réplicas localizadas para este sismo concuerdan con un pronóstico teórico realizado en este trabajo.During 2019 the National Seismological Network (RSN: UCR-ICE) located 4602 earthquakes. From the total located events, 252 (~5,5%) were felt earthquakes, including 24 significant events with magnitudes Mw between 5.0 and 6.6. The majority (75%) of the felt earthquakes were shallow (< 30 km) and 51 % had low magnitudes (Mw < 3.9). Local and regional faulting caused 113 felt earthquakes, while the subduction of the Cocos Plate caused 139. The largest amount of earthquakes occurred in four clusters located in the Pacific Ocean offshore Guanacaste, the Guanacaste volcanic chain, the Central Valley, and a region north of the Burica Peninsula. The most significant seismic event was the Armuelles earthquake on June 25 (6.4 Mw), which caused the highest seismic intensity observed (VII) and the largest amount of energy released during the first week of its occurrence (2,62E+11 kJ). The number of aftershocks located for this earthquake coincides with a theoretical forecast calculated for this event in this work.UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela Centroamericana de Geologí

Unidades morfotectónicas-volcánicas del sector noroeste del volcán Poás, Costa Rica

La dinámica tectónica y volcánica de Costa Rica responde principalmente a la interacción de las placas Cocos y Caribe. Con base en la relación entre las estructuras geológicas, rangos altitudinales, parámetros morfométricos y formas de relieve, se definieron diez unidades morfotectónicas-volcánicas (UMTV) que caracterizan el relieve resultante de la evolución del edificio volcánico del volcán Poás en su sector Noroeste. Se elaboró un mapa considerando criterios asociados a elementos y atributos morfotectónicos y morfoestructurales, litoestratigráficos, geomorfológicos y morfométricos. Basados en estudios previos de la zona, así como con la utilización de sensores remotos como tecnología lidar, imágenes de radar y fotografías aéreas, se combinaron criterios que incluyeron la identificación e interpretación de estructuras tectónicas o volcánicas, el rango altitudinal, la geología y el origen de las formas de relieve, la pendiente, la sismicidad, lineamientos y la interpretación de patrones de la red hidrográfica. Las UMTV identificadas integran las diferentes estructuras y la geología de la zona, y permiten reconocer la importancia de la actividad neotectónica en la formación y diferenciación del relieve. Las UMTV constituyen un insumo inicial para la evaluación de amenazas naturales, siendo una herramienta funcional en el ordenamiento territorial y la gestión del riesgo, con gran potencial de replicación en sitios con características similares a la zona de estudio, en ambientes volcánicos y climas tropicalesUCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela Centroamericana de GeologíaUCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Sociales::Facultad de Ciencias Sociales::Escuela de Geografí

Completeness of the Costa Rica national seismological network catalog during 1975-2014.

En este artículo se evalúa la estabilidad de la tasa media de ocurrencia de sismos y la distribución temporal de la sismicidad en Costa Rica a partir del método de Stepp, con el fin de determinar la magnitud de completitud del catálogo sísmico de la Red Sismológica Nacional (RSN) y la relación Gutenberg-Richter para el periodo 1975- 2014. El catalogo fue depurado de acuerdo con varios criterios y homogeneizado a magnitud momento (Mw). La magnitud de completitud del catálogo total obtenida es de 5,0, pero puede disminuir hasta 3,0 para ciertos periodos de tiempo. Los resultados reflejan la mejora en la detección de sismos debido al cambio de sistemas analógicos a digitales a partir de 1990 y el aumento considerable en el número de estaciones a partir del año 1995. El valor b obtenido para todo el catálogo es 0,96, el cual es muy similar a valores regionales obtenidos en estudios previos, no obstante deben considerarse las limitaciones discutidas en el artículo para su correcta interpretación.This study evaluates the stability of the mean earthquake occurrence rate and the temporal distribution of seismicity in Costa Rica from the Stepp method, in order to determine the completeness magnitude of the seismic catalog of the National Seismological Network (RSN) and the Gutenberg-Richter relationship for the period 1975-2014. The catalog was filtered using several criteria and homogenized to moment magnitude (Mw). The magnitude of completeness obtained for the entire catalog is 5.0, but it could be as low as 3.0 for certain periods of time. These results show the improvement in seismic detection due to the change from analogue to digital systems since 1990 and the considerable increase in the number of stations since 1995. The value b obtained for this catalog is 0.96, which is very similar to regional b values obtained in previous studies, nevertheless, the limitations discussed in this paper have to be considered in order to interpret this value.UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela Centroamericana de Geologí

Geographic distribution of the earthquakes included in the catalog of National Seismological Network of Costa Rica

En este artículo se analiza la distribución espacio-temporal de la sismicidad en Costa Rica, contenida en el catálogo sísmico de la Red Sismológica Nacional para el periodo 1975-2014. La distribución geográfica de la sismicidad resalta las principales estructuras tectónicas activas del país. En particular, cúmulos de sismicidad revelan zonas de alta deformación cortical ubicadas sobre la proyección hacia el continente de montes submarinos y de la Zona de Fractura de Panamá. Estos cúmulos no concuerdan exactamente con las zonas de mayor liberación de energía sísmica. Se detecta, además, un “vacío de sismos” que corresponde con parte de la Cordillera de Talamanca. La inspección de la sismicidad con base en la división político administrativa muestra que el cantón con mayor cantidad de sismos es Pérez Zeledón, mientras que los cantones con la densidad más alta de sismos son: Parrita, El Guarco, Tarrazú, León Cortés y Desamparados.This article analyzes the time-geographic distribution of earthquakes in Costa Rica for the seismicity included in the catalog of the Red Sismológica Nacional (National Seismological Network) during 1975-2014. The geographic distribution of seismicity highlights the main active tectonic structures. In particular, clusters of seismicity reveal highly deformed crustal areas, which are located along the inland projected path of seamount chains and the Panama Fracture Zone. These clusters do not correlate exactly with the largest energy released zones. A seismic gap is also detected in the Talamanca mountain range. The inspection of seismicity based on the political division of the country shows that the county with the largest amount of recorded earthquakes is Pérez Zeledón, and the counties with the highest earthquake density are: Parrita, El Guarco, Tarrazú, León Cortés, and Desamparados.Universidad de Costa Rica/[113-B5-704]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[113-B5-A02]/UCR/Costa RicaRed Sismológica Nacional/[]/RSN/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela Centroamericana de Geologí

COVID-19 lockdown effects on the seismic recordings in Central America

A noticeable decrease in seismic noise was registered worldwide during the lockdown measures implemented in 2020 to prevent the spread of COVID-19. In Central America, strong lockdown measures started during March of 2020. In this study, we used seismic stations from Costa Rica, Guatemala, El Salvador, and Nicaragua to study the effects of these measures on seismic records by characterizing temporal variations in the high-frequency band (4–14 Hz) via spectral and amplitude analyses. In addition, we studied the link between the reduction in seismic noise and the number of earthquake detections and felt reports in Costa Rica and Guatemala. We found that seismic stations near the capitals of Costa Rica, Guatemala, and El Salvador presented a decrease in their typical seismic noise levels, from 200 to 140, from 100 to 80, and from 120 to 80 nm, respectively. Our results showed that the largest reduction of 50% in seismic noise was observed at seismic stations near main airports, busy roads, and densely populated cities. In Nicaragua, the seismic noise levels remained constant ( 40 nm), as no lockdown measures were applied. We suggest that the decrease in seismic noise levels may have increased earthquake detections and the number of felt reports of low-magnitude earthquakes. However, the variations observed in several seismic parameters before and after the lockdown are not significant enough to easily link our observations or separate them from other contributing factors. Our results imply that the study of seismic noise levels can be useful to verify compliance with lockdown measures and to explore their effects on earthquake detection and felt reports.Universidad de Costa Rica/[113-B5-704]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[113-B9-911]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela Centroamericana de Geologí

Preliminary results of an earthquake early warning system in Costa Rica

We analyze the performance of a prototype earthquake early warning system deployed at the National Seismological Network of Costa Rica in collaboration with the Swiss Seismological Service by presenting the real-time performance during six earthquakes (Mw 5.1-6.4) that took place during 2018 and 2019. We observe that, despite only limited efforts to optimize the existing network of 158 stations, for EEW purposes, the network density allows fast determination of source parameters using both the Virtual Seismologist and the Finite Fault Rupture Detector algorithms. Shallow earthquakes on or near-shore are routinely identified within 11–20 s of their occurrence. The warning times for the capital city of San Jose are of 43 s for epicenters located at 220 km, like for the Mw 6.4 Armuelles earthquake. On the other hand, during the time analyzed, the EEW system did not provide positive warning times for earthquakes at distances less than 40 km from San Jose. Even though large (Mw > 7) distant historical earthquakes have not caused heavy damage in San Jose, there is potential for developing an EEW system for Costa Rica, especially for the purposes of rapid earthquake notifications, disaster response management, and seismic risk mitigation.Swiss Development Agency/[]/SDA/SuizaUniversidad de Costa Rica/[113-B5-704]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[113-B9-911]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela Centroamericana de Geologí

Felt seismicity in Costa Rica during 2017

Durante el 2017 la Red Sismológica Nacional (RSN: UCR-ICE) localizó 2755 sismos y reportó 216 eventos sentidos por la población, incluyendo cuatro sismos relevantes con magnitudes (Mw) de entre 5,5 y 6,3. La mayoría (91%) de los sismos percibidos fueron superficiales (< 30 km) y el 63% tuvo una magnitud baja (Mw < 3,9). El fallamiento local y el regional provocaron el 62 % de los sismos sentidos, mientras que el resto de los sismos fueron originados por el proceso de subducción de la placa del Coco. Las zonas con la sismicidad más alta fueron Jacó y los volcanes Irazú y Poás. La intensidad Mercalli Modificada máxima observada durante el 2017 fue de VI+ debido al sismo de Jacó (Mw 6,3).During 2017, the National Seismological Network (RSN: UCR-ICE) located 2755 earthquakes and reported 216 felt events, including four significant earthquakes with magnitudes Mw between 5.5 and 6.3. The majority (91%) of the felt earthquakes were shallow (< 30 km) and 63 % had low magnitudes (Mw < 3.9). Local and regional faulting caused 62% of the felt earthquakes and the remaining were originated by the subduction of the Cocos plate. The geographic areas with the highest seismicity were located near Jaco and the Irazú and Poas volcanoes. The highest Modified Mercalli intensity observed was VI+ caused by the Jaco (6.3 Mw) earthquake.Universidad de Costa Rica/[113-B5-704]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[113-B5-A02]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[113-A1-716]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela Centroamericana de Geologí

Sismicidad registrada por la RSN en el 2016

During 2016, the National Seismological Network (RSN: UCR-ICE) registered 4594 earthquakes and reported 210 felt events. There were 13 significant earthquakes with magnitude Mw > 5.0. The majority (86%) of felt earthquakes were shallow (< 30 km) and 93% had magnitudes (Mw) between 2.0 and 4.9. Local and regional faulting caused 68% of the felt earthquakes and the subduction of the Cocos Plate caused 30%. The geographic areas with the highest seismicity were the Guanacaste and Central volcanic ranges, Los Santos region, and an area to the southeast of the Nicoya peninsula. The highest intensity observed in Costa Rica during 2016 was VI+ (Modified Mercalli) due to the Capellades (5.5 Mw) and Bijagua earthquakes (5,4 Mw).Durante el 2016 la Red Sismológica Nacional (RSN: UCR-ICE) registró 4594 sismos de los cuales 210 fueron sentidos por la población. En Costa Rica se percibieron 13 sismos con magnitud Mw > 5,0. La mayoría (86%) de los sismos percibidos fueron superficiales (< 30 km) y el 93% tuvo una magnitud (Mw) de entre 2,0 y 4,9. El fallamiento local y regional provocó el 68% de los sismos, seguido por el proceso de subducción de la placa del Coco que originó el 30%. Las zonas con la mayor concentración de sismos en el 2016 fueron las cordilleras volcánicas de Guanacaste y Central, la zona de Los Santos y un área al sureste de la península de Nicoya. La intensidad máxima observada en el 2016 dentro de Costa Rica fue de VI+ (Mercalli Modificada) debido a los sismos de Capellades (Mw 5,5) y Bijagua (Mw 5,4).Universidad de Costa Rica/[113-B5-704]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[113-B5-A02]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela Centroamericana de Geologí

Global quieting of high-frequency seismic noise due to COVID-19 pandemic lockdown measures

Human activity causes vibrations that propagate into the ground as high-frequency seismic waves. Measures to mitigate the COVID-19 pandemic caused widespread changes in human activity, leading to a months-long reduction in seismic noise of up to 50%. The 2020 seismic noise quiet period is the longest and most prominent global anthropogenic seismic noise reduction on record. While the reduction is strongest at surface seismometers in populated areas, this seismic quiescence extends for many kilometers radially and hundreds of meters in depth. This provides an opportunity to detect subtle signals from subsurface seismic sources that would have been concealed in noisier times and to benchmark sources of anthropogenic noise. A strong correlation between seismic noise and independent measurements of human mobility suggests that seismology provides an absolute, real-time estimate of population dynamics