The Mw 7.3 Papanoa, Mexico earthquake of April 18, 2014: Implications for recurrent M > 7 thrust earthquakes in western Guerrero

Abstract

Abstract: We apply a single-step, finite-fault waveform inversion procedure to derive a coseismic slip model for the large MW 7.3 Papanoa, Mexico earthquake of 18 April 2014 using broadband teleseismic body waves. Inversion of the P and SH ground-displacement waveforms yields a rupture model characterized by two principal sources of slip in the northwest portion of the Guerrero coast. The region is also the site of several M > 7 earthquakes in 1943, 1979 and 1985. A comparison of the 2014 slip model with ruptures observed for the 1979 and 1985 earthquakes suggests that the zones of high slip do not spatially coincide, despite similarities in the size and location of their aftershock areas. The zones of high coseismic slip are interpreted to represent asperity areas along the Cocos-North America plate boundary, and their limited spatial overlap from one event to another indicates that the rupture characteristics of recurring M > 7 thrust earthquakes in this portion of western Guerrero have not repeated in the last 70 years. The abutting nature of the asperities suggests that future large M > 7 earthquakes are likely to involve interplate patches between areas where large coseismic failure has been recently observed. Also, the observed asperities and their intervening regions may define locations where seismic failure may occur in future megathrust events. The results have important implications for the potential and recurrence of large M > 7 subduction earthquakes and the estimation of the strong ground motions expected from these events.

Translated abstract

Resumen: Se aplica un procedimiento de inversión de falla finita para obtener un modelo de deslizamiento del sismo Mw 7.3 de Papanoa, México, del 18 de abril 2014 utilizando ondas de cuerpo telesísmicas de banda ancha. La inversión de ondas P y SH en desplazamiento identifica un modelo de ruptura caracterizado por dos fuentes principales de deslizamiento en la costa noroeste de Guerrero donde también ocurrieron varios sismos de M > 7 en 1943, 1979 y 1985. Una comparación del modelo de deslizamiento de 2014 con las rupturas observadas para los sismos de 1979 y 1985 sugiere que las zonas de alto deslizamiento no coinciden espacialmente, a pesar de la similitud en el tamaño y la ubicación de las áreas de réplicas de los tres eventos. Las zonas de mayor deslizamiento cosísmico se interpretan como asperezas en la frontera entre las placas de Cocos y Norteamérica. El empalme limitado de asperezas entre un evento y otro indica que las caracteristicas de la ruptura para sismos inversos M > 7 en la costa noroeste de Guerrero no se han repetido en los últimos 70 años. Este comportamiento sugiere que es mas probable que sismos futuros de M > 7 involucren áreas en el contacto interplaca ubicadas entre las zonas principales del fallamiento cosísmico observado recientemente. Además, las aspere-zas observadas y los espacios entre ellas podrían identificar lugares de fallamiento cosís-mico en megasismos futuros. Los resultados tienen implicaciones importantes para el po-tencial sísmico y la recurrencia de sismos de subducción M > 7 además de la simulación del movimiento fuerte esperado para estos eventos.