Moment Tensor Catalog for Mexican Earthquake: Almost Two Decades of Seismicity

• Sara Ivone Franco ^[2] ; Arturo Iglesias ; Eiichi Fukuyama ^[1]
  1. [1] National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention

     National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention

     Japón

     
  2. [2] Departamento de Sismología, Instituto de Geofísica, UNAM
• Localización: Geofísica internacional, ISSN 0016-7169, ISSN-e 2954-436X, Vol. 59, Nº. 2, 2020, págs. 54-82
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    Con el objetivo de obtener las soluciones del tensor de momento para temblores con M ≥ 4.0 reportados en el territorio nacional en el periodo 2000-2018, hemos analizado más de 20,000 temblores utilizando las formas de onda y el catálogo del SSN (Servicio Sismológico Nacional).

    Debido al número de eventos, en este artículo proponemos un procedimiento automático basado en un conjunto de criterios que permita obtener las soluciones del tensor de momento para el mayor número posible de eventos.

    Utilizando la localización epicentral y la magnitud preliminar para cada evento se determina un subconjunto de estaciones válidas. La longitud mínima del registro y el filtro que se aplica a los sismogramas observados y sintéticos es definido de manera automática. La formulación aplicada requiere el conocimiento de la función de Green elástica entre cada par temblor-estación.

    Para reducir el tiempo de cómputo se usa una biblioteca de funciones de Green pre-calculadas.

    A través de una inversión lineal, para combinaciones de tres estaciones, los datos observados y las funciones de Green correspondientes son utilizados para determinar el tensor de momentos sísmicos (con parte isotrópica nula). Para minimizar posibles sesgos asociados a una distribución lineal de las estaciones utilizadas, cada solución es pesada en función de la cobertura azimutal.

    Siguiendo el proceso automático propuesto se obtuvieron soluciones para tan solo 8,000 temblores; ésto debido a ciertas limitaciones como pueden ser el tamaño del registro disponible y/o la integridad de los mismos. La calidad de las soluciones se mide a través del valor de la reducción de la varianza (VR). Un análisis estadístico de la calidad nos permite establecer como límite admissible para soluciones confiables un valor de VR ≥ 50%.

    Con este criterio, presentamos un catálogo con 1,500 eventos, incluyendo algunos eventos pequeños (Mw < 4.0). La ubicación de los eventos bien resueltos coincide con las áreas de mayor densidad de estaciones sismológicas y, a la vez, con los límites de las placas tectónicas. La comparación entre el catálogo obtenido en este trabajo y el presentado por el Global Centroid Moment Tensor (GCMT) arroja similitudes importantes; sin embargo, lamagnitud reportada en nuestro catálogo es sistemáticamente menor que aquélla reportada por el GCMT.

    La ubicación de los eventos bien resueltos coincide con las áreas de mayor densidad de estaciones sismológicas y, a la vez, con los límites de las placas tectónicas. La comparación entre el catálogo obtenido en este trabajo y el presentado por el Global Centroid Moment Tensor (GCMT) arroja similitudes importantes; sin embargo, también muestra un sesgo sistemático en la magnitud reportada por ambos catálogos. El catálogo obtenido es presentado en línea en una base de datos pública (132.248.6.13/~cmt). Este trabajo es el primero en México que presenta una base de datos de esta índole.

  • English

    In this work we used waveforms and the catalog of National Seismological Service (SSN) to analyze more than 20,000 events with M>= 4.0 for the period 2000-2018 with the goal of determining their moment tensor solutions. Because of large number of events, we automatize the process based on a set criteria. Using epicentral location and magnitude of each earthquake reported by the SSN, a set of valid stations to be used for the moment solution, the length of time series, and the filter band for data and synthetics are automatically selected. To expedite calculations a pre-computed library of Green functions is used.

    Through a linear inversion, for three-station combinations, the observed data and the corresponding Green functions are used to determine the seismic moment tensor (with null isotropic component). To reduce a possible bias related to the station distribution, each solution is weightened as a function of the azimuthal coverage of the stations used. After the automatic process solutions of only 8,000 earthquakes could be obtained; other events were rejected because of incomplete length of the data segment and/or its integrity.

    The solution quality is measured by the variance reduction value (VR). A statistical analysis of quality allows us to establish a VR value of ≥ 50% as reasonable threshold for reliable solutions. With these criteria a catalog of ~ 1,500 events have been compiled, including some small events (Mw < 4.0).

    There is evidence that show that the location of the well-solved events matchesthe areas of higher density of seismologic stations, and the limits of tectonic plates as well. A comparison between the catalog here obtained and the Global Centroid Moment Tensor (GCMT) catalog shows similarities.

    However, the magnitude reported in our catalog is systematically smaller than those reported by GCMT.

    The moment tensor solution catalog is available online in a public database (132.248.6.13/~cmt).

    This work is the first in Mexico in which a database of this kind is presented.