Revista Geológica de América Central

Application of the double difference earthquake relocation algorithm methodology using hypodd at four seismic sequences in Costa Rica

AbstractSeveral seismic sequences occur during a year in Costa Rica. When registered at the National Seismological Network, each earthquake is located to update the national catalog. The analysis and characterization of the sequence clusters is then done by manual relocation only. This study includes four sequences, post-processed by manual location, event cross-correlation, and cluster relocation with a double difference algorithm; this, to give a more accurate location of the source. The sequences processed consist of 21 to 64 earthquakes, and occurred in a period of 3 to 21 days. Each event was registered in at least 27 stations, with 105º of station coverage, and a maximum hypocentral distance of 11 km between events. After the manual relocation, the quality of the event locations was analyzed to fulfill the requirements for the event cross-correlation and the double difference methodology. The results show a reduction from two to twenty times the initial hypocentral distance, also in the relative error for each individual event that help reduce the source area for each sequence.

ResumenVarias secuencias sísmicas ocurren durante un año en Costa Rica. Cuando estas son registradas por la Red Sismológica Nacional, cada evento es localizado para el catálogo nacional. El análisis y la caracterización del conjunto se hace luego con solo la localización manual. Este estudio incluye el post proceso de cuatro secuencias sísmicas con localización manual, correlación cruzada de eventos y relocalización con un algoritmo de doble diferencia para ubicar de una manera más precisa la fuente de estos eventos. Las secuencias agrupan desde 21 hasta 64 sismos, y ocurrieron en 3 a 21 días. Cada evento fue registrado en al menos 27 estaciones, con una cobertura mínima de 105º alrededor del evento. La distancia hipocentral máxima entre eventos es de 11 km. Luego de la localización manual, los eventos que cumplieron con las características necesarias fueron seleccionados para la correlación cruzada entre eventos y el análisis de doble diferencia. Los resultados muestran una reducción de 2 hasta 20 veces la distancia hipocentral, y se delimita la ubicación de la fuente de cada secuencia sísmica.

Seismotectonic deformation from focal mechanisms of earthquakes in the Valle del Cauca, southwestern Colombia

ResumenSe analiza el régimen de deformación sismotectónica en el Valle del Cauca, suroccidente de Colombia, usando datos de mecanismos focales de 49 terremotos con magnitud Mw≥4,8 en el periodo 1976-2010, tomados de la base de datos del ISC (International Seismological Center) y del GCMT (Global Centroid Moment Tensor). Se considera la distribución de los tipos de mecanismos focales, reconociendo cuatro ambientes de deformación sismotectónica: Zona antes de la fosa (Ambiente-I), Zona de flexión e interacción interplacas (Ambiente-II), Zona continental superficial (Ambiente-III) y Zona de Benioff intermedia (Ambiente-IV). En términos generales, las características geodinámicas de estos ambientes están gobernadas por la subducción de la placa oceánica bajo la continental. Se estimó un ángulo de inclinación de 30° para la zona de flexión, generando un esfuerzo tangencial deformante (τs ) de 7,67*1022 Pa, una fuerza tangencial (Fs) de 1,06*1027 N/m, una fuerza normal (Fn) equivale a 1,47*1028 N/m y una fuerza de arrastre de la placa subducida de 1,57*1028 N/m. El coeficiente de acoplamiento sísmico interplaca es de 0,21, lo que sugiere una zona de subducción de actividad intermedia. Por otro lado, la velocidad de dislocación y de hundimiento de la placa oceánica, respectivamente, tienen valores de vs = 3,68 cm/año y vd = 2,76 cm/año. Estas características geodinámicas y cinemáticas explican la frecuente ocurrencia de eventos sísmicos de pequeños a moderados (2≤M≤5), así como la ocurrencia de un posible sismo de magnitud Mw≥7 en la región.

AbstractUsing data of focal mechanisms, we analyzed the seismotectonic strain regime in the Valle del Cauca, of southwestern Colombia, 49 earthquakes were selected with magnitude Mw≥4.8 within the period of 1976 to 2010. This data was taken from ISC (International Seismological Center) and GCMT (Global Centroid Moment Tensor) database. According with the spatial distribution of different types of focal mechanisms, we recognize four main seismotectonic deformation zones: the seaward side of the trench (Environment-I), the bending and interplate interaction zone (Environment-II), the shallow continental zone (Environment-III), and the intermediate Benioff zone (Environment-IV). Overall, the geodynamic features of these environments are controlled by the subduction zone. We obtained that the bending zone has an angle of inclination of 30°, which generates a tangential deformation stress (τs ) with a magnitude of 7.67*1022 Pa; a tangential force (Fs) of 1.06*1027 N/m, and a normal force (Fn) equivalent to 1.47*1028 N/m with a slab pull force of 1.57*1028 N/m. Moreover, the interplate seismic coupling coefficient is 0.21, suggesting a subduction zone of intermediate activity. On the other hand, the dislocation velocity (vs) and subsidence velocity (vd) of the oceanic plate are 3.68 cm/year and 2.76 cm/year, respectively. These geodynamic and kinematic characteristics explain the frequent seismic events of small to moderate intensity (2≤M≤5), and the occurrence of a possible earthquake with Mw≥7 magnitude in the region.

Fossils of cichlid fishes from the miocene and pleistocene of Costa Rica

AbstractWe document fossils of cichlid fishes from Costa Rica, the first fossil record of cichlids in Central America. These fossils are from shallow marine strata of Late Miocene age at the Proyecto Hidroeléctrico Reventazón and lake deposits of Middle Pleistocene age at San Miguel de Turrúcares. The occurrence of a Late Miocene cichlid in marine sediments in Costa Rica indicates a likely marine dispersal of cichlids from South America to Central America, and it also fits with the idea that cichlids crossed shallow marine waters during the Miocene to achieve their current distribution. The freshwater Middle Pleistocene cichlid fossils from San Miguel de Turrúcares indicate that, at least by the Middle Pleistocene, cichlids inhabited freshwater habitats in Costa Rica, as they now do across much of Central America.

ResumenEl presente trabajo documenta restos fósiles de peces cíclidos de Costa Rica, constituyendo el primer registro fósil de cíclidos en América Central. Estos fósiles provienen de rocas sedimentarias marinas de ambiente poco profundo, posiblemente del Mioceno Superior, hallados en el Proyecto Hidroeléctrico Reventazón, así como de depósitos lacustres continentales del Pleistoceno Medio en San Miguel de Turrúcares. La ocurrencia de cíclidos miocénicos en sedimentos marinos en Costa Rica indica una posible dispersión marina de los cíclidos desde América del Sur a América Central y se ajusta a la idea de que migraron en el Mioceno y cruzaron las aguas marinas poco profundas para lograr su distribución actual. Los fósiles de cíclidos de Pleistoceno Medio de agua dulce de San Miguel de Turrúcares indican que, al menos para el Pleistoceno Medio, los cíclidos colonizaban hábitats de agua dulce, como ahora lo hacen en gran parte de América Central.

History of discovery and exploitation of the thermal water in Costa Rica

ResumenSe presenta un recuento cronológico del descubrimiento, de las investigaciones, y del aprovechamiento con fines recreativos de las fuentes termales de Costa Rica. La descripción de las investigaciones realizadas se ha dividido en cinco períodos con un primer período denominado etapa precolombina, conquista y colonia hasta 1755. El segundo período considerado desde 1755 hasta 1854 donde se presentan las primeras descripciones formales. El tercer período considerando que incluye las primeras investigaciones científicas a cargo de científicos europeos (1855 a 1873). El cuarto período se refiere a una reducción en el ímpetu de las investigaciones (1874 hasta 1954) y el quinto período que incluye las investigaciones modernas con fines comerciales y aplicados a la ingeniería (1955 - presente). El principal aprovechamiento ha sido la extracción de la energía geotérmica para la generación de energía eléctrica, y el uso de las fuentes termales con fines turísticos en zonas particulares asociadas con aparatos volcánicos; sin embargo, para el uso terapéutico y medicinal es aún muy limitado.

AbstractThe present work present a chronological account of the discovery, research, and recreational use of the hot and mineral springs of Costa Rica. The descriptions of the investigations carried out have been divided into five periods with a first period called pre-Columbian stage, conquest and Colony until 1755. The second period is defined from 1755 to1854, where the first formal descriptions are presented. The third period includes the first scientific investigations made by European scientists (1855 - 1873). The fourth period refers to a reduction in the number of researches (1874 - 1954) and the fifth, and last period includes modern research for recreational purposes and applied engineering (1955 - present). The main use of the geothermal energy is for electricity generation, and the mineral and hot springs has been use for tourism, in particular areas associated with volcanic terrains and faults; however, for therapeutic and medicinal use it is still very limited.

Description of facies of the suretka formation near Siquirres and his relation with depositional environments

ResumenSe presenta la descripción de facies de la Formación Suretka en los alrededores de la localidad de Siquirres, Limón. Dicha descripción se realizó por medio de la inspección de quebradas, taludes, obras subterráneas y perforaciones realizadas durante la construcción de la planta hidroeléctrica Reventazón. Se identificaron tres facies sedimentarias: facies de conglomerados, facies de lentes de areniscas e intercalaciones de conglomerados finos-muy finos y facies de lentes de toba. Las facies de conglomerado se caracteriza por la presencia de bloques de origen ígneo inmersos en una matriz limo arenosa. Por lo general se presentan estratos métricos hasta decamétricos mal gradados. Por el contrario las facies de lentes de areniscas y conglomerados finos se describen como estratos del orden centimétrico con presencia de laminaciones tanto paralela como cruzada en los lentes de arenisca y gradaciones inversas y normales en los lentes de conglomerado fino. El análisis de las facies permite identificar un ambiente de depositación subáereo asociado a abanicos aluviales.Para las facies de conglomerados se establece un ambiente de abanico aluvial proximal y para las facies de lentes de areniscas e intercalaciones de conglomerados finos-muy finos un ambiente de abanico aluvial medio con procesos sedimentarios meándricos tipo barras longitudinales o de punto.

AbstractIn this work a description of sedimentary facies identified for the Suretka Formation near the town of Siquirres, Limón, is presented. The description was carried out with the inspections of underground excavations, outcrops in creeks, shafts, and boreholes during the construction stage of the Reventazón Hydroelectric power plant. Three sedimentary facies were identified: conglomerate facies, sandstone lenses with fine to very fine conglomerate and tuff lenses facies. The conglomerate facies is characterized by igneous blocks sumerged in a loam sandy matrix. These facies have metric to decametric bedding with bad gradation. On the other side facies of sandstone lenses and fine conglomerates are described as strata of the centimeter order with presence of both parallel and cross laminations in sandstone lenses and reverse and normal gradations in fine conglomerate lenses. The facies analysis allows the identification of an environment of subareal deposition associated with alluvial fans. For the facies of conglomerates, a proximal alluvial fan environment is established and for the facies of lenses of sandstones and intercalations of fine to very fine conglomerates a environment of medium alluvial fan with meandering sedimentary processes like longitudinal or point bars.

Denudation study in Tierra Blanca joven pyroclasts within The Metropolitan Area of San Salvador

ResumenProblemas severos de denudación se observan en los piroclastos Tierra Blanca Joven dentro del Área Metropolitana de San Salvador, afectando infraestructura y proyectos urbanísticos. Esto conlleva a que sean necesarias obras de mitigación de manera constante. Para conocer el comportamiento y características de este material, se inicio un monitoreo por reconocimiento de cambios de erosión y sedimentación, instalando en algunos sectores de la cuenca del Río las Cañas varillas de 3/8 de pulgadas. Con la ayuda de sensores remotos se identificaron cambios históricos en los drenajes. Para esta zona se obtuvo un mapa de susceptibilidad de erosión con la Ecuación Universal de la Perdida de Suelo. Los resultados muestran la importancia e influencia de factores climáticos, tectónicos, acciones antrópicas y cambios del nivel base de los drenajes. Esto puede servir para criterios de estudios y zonas de protección. El monitoreo probo ser una herramienta útil que tiene que ser reforzada.

AbstractSevere problems of denudation are happening in Tierra Blanca Joven pyroclasts within the Metropolitan Area of San Salvador, affecting infrastructure and housing projects. This leads to necessary and constant mitigation works. To understand the behavior and characteristics of these pyroclasts a monitoring program began. This was made through the installation in some sectors of 3/8 inch rods to recognize changes of erosion and sedimentation. With the help of remote sensors, historical changes were identified in the drainages. For this area a map of erodibility with the Universal Equation of Soil Loss was obtained. The results show the importance and influence of climatic factors, tectonic, human actions and changes of the base level of drainage. This can be used to build criteria for research and propose protection zones in the river drainage system. The monitoring probes to be useful and is necessary to improve it.

Integral condition assessment of “Puente de Piedra”, Grecia, Costa Rica and its tourism potential

ResumenEl Puente de Piedra es una estructura ubicada en el flanco suroeste del volcán Poás, fue formada por procesos de erosión diferencial en rocas volcánicas (depósitos ignimbríticos) que han estado activos por miles de años, en el río Poró. Su importancia radica en que fue declarado patrimonio natural de Costa Rica el 21 de abril de 1994, bajo el decreto número 23 1111- 06, y que por sus características como: edad (Pleistoceno Medio) tamaño y funcionalidad, es uno de los pocos que hay en el mundo. Por estas razones es que su preservación es muy importante para asegurar el disfrute por las próximas generaciones. Se presenta una caracterización geológica y geomorfológica no solo el puente, si no la región en la que está ubicado, además de la evaluación de su estado actual con un inventario de daños y problemas que lo afectan. Se identifica el uso de la tierra en su entorno y como el cambio en ellas lo impactaría negativamente en el futuro. Para realizar la descripción geomorfológica detallada del puente se realizó un levantamiento lídar de la estructura y se generó un modelo 3D de la estructura, del cual se obtuvieron sus datos paramétricos y que también se utilizará como memoria histórica de la estructura. Los resultados obtenidos de este trabajo pueden ser el punto de partida para definir un programa de intervención, conservación y mantenimiento de la estructura, así como un incentivo para que la comunidad de Grecia pueda generar y disfrutar de un mayor aprovechamiento turístico de este sitio. Actualmente la oferta turística de sitios con atractivo geológico alrededor del volcán Poás funcionan de forma desligada y no hay interconexiones en cuanto a los aspectos geológicos, biológicos y culturales. Ligando estos campos se podría ayudar a fomentar el desarrollo de las comunidades cercanas al volcán y se podrían dar los primeros pasos hacia un concepto de geoparque.

AbstractPuente de Piedra is a structure located in the southwest flank of the Poás volcano, originated from differential erosion processes active for thousands of years in volcanic rocks (ignimbrite deposits) by the Poró river. It was declared a natural heritage of Costa Rica on April 21, 1994, under the decree number 23 1111- 06 and because of its nature as relatively young age (Middle Pleistocene), size and functionality is one of the few worldwide. For these reasons, its preservation is very important to be enjoyed by future generations. A geological and geomorphological characterization of the bridge is presented, also the region in which it is located, along with an assessment of their current status and inventory of damages, human activities that take place in the region are also identified and how the changes in them could negatively impact it in the future. To have the detailed geomorphological description of the bridge, we used a lidar survey and a 3D model to obtain all the parametric data that also can be use as historical memory of the structure. The results of this work can be the starting point for defining an intervention program, conservation and maintenance of the structure, also an incentive for the community of Grecia that can have greater tourist use of this site. Currently the tourism is detached and with no interconnections in terms of geological, biological and cultural aspects. Linking these fields could help to improve the development of communities near the volcano and take the first steps towards a concept of geopark.

Petrographic analysis of the volcanic bombs and blocks from Poás Volcano: april-june 2017 eruptive period

AbstractDuring the first semester of 2017, Poás Volcano, in the Central American Volcanic Arc (CAVA) initiated a period of volcanic unrest that included high energy phreatomagmatic and magmatic eruptions. The most notable eruptions occurred on April 14th and April 22nd of 2017, which produced abundant ashes and ballistic materials in the form of blocks and bombs. Here, we present results from the petrographic analyses conducted in the collected material from the largest eruptions of April 2017. Mineral textures observed on the petrographic analyses show evidence of reactivation and fragmentation of a crystal mush in the magma chamber, triggering re-melting episodes, volatile exsolution, and an increase in the pressure of the system, all of which are expected conditions during an eruption episode. Our analyses done on juvenile and non-juvenile material suggest that processes of magma mingling and injections of new batches of material of different compositions have played an important role throughout previous eruptions and likely in the current phase of volcanic activity in Poás.

ResumenDurante el primer semestre del 2017, el volcán Poás situado en el arco volcánico centroamericano (AVCA) inició un periodo de actividad volcánica que incluyó erupciones freatomagmáticas y magmáticas. Las erupciones más destacadas ocurrieron los días 14 y 22 de abril del año 2017. Estas erupciones produjeron la dispersión de ceniza y abundantes materiales balísticos en la forma de bloques y bombas. En este trabajo, presentamos los resultados de los análisis petrográficos realizados en los productos eruptivos de Poás para el mes de abril de 2017. Las texturas minerales observadas a partir del análisis petrográfico muestran la evidencia de la reactivación y fragmentación de un agregado cristalino en la cámara magmática y el disparo de episodios de fusión, exsolución de volátiles y un incremento en la presión del sistema. Todas estas condiciones son de esperar en un proceso eruptivo. Los análisis realizados en material juvenil y no juvenil sugieren que los procesos de mezcla de magmas e inyección de volúmenes nuevos de material con distinta composición han tenido una influencia importante en procesos eruptivos anteriores y en la nueva fase de actividad volcánica en Poás.