Ground Motion in Mexico City During the Intraslab Earthquake of 19 September 2017 (Mw 7.1) Revisited
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Resumen
El sismo intraslab de 2017 (Mw7.1) ha sido uno de los temblores más destructivos en la historia de la Ciudad de México. Diversas medidas del movimiento del terreno revelan que el evento de 2017 fue inusualmente energético en CU, el sitio de referencia en la zona de lomas de la ciudad y, por ende, en todo el Valle de México en el intervalo de frecuencias entre 0.4 a 1 Hz. Esto se puede observar, por ejemplo, en el espectro de Fourier de las aceleraciones (FAS), la velocidad máxima del suelo (PGV) y el espectro de respuesta de pseudoaceleración (Sa), con un 5% de amortiguamiento, para periodos estructurales de 1 ≤ T ≤ 1.8 s (0.55 ≤ f ≤ 1 Hz). Sin embargo, la causa de las grandes aceleraciones en CU sigue sin resolverse. La cuestión merece un análisis cuidadoso de todos los datos disponibles. El 7 de diciembre de 2023, ocurrió un sismo intraslab de magnitud Mw 5.8 en la proximidad al evento de 2017. Analizamos por separado, los registros del sismo de 2017 y por otro lado, de manera conjunta, los registros del sismo de 2023 y del 2017 con el fin de aislar la causa de la radiación anómala de energía sísmica en altas frecuencias. En este contexto, utilizamos los registros del sismo de 2023 como funciones empíricas de Green (EGFs). Los valores sintetizados de Sa para un sismo de Mw 7.1, usando los registros de 2023 (Mw 5.8) como EGFs y asumiendo la misma caída de esfuerzos, Δσ, de 3 MPa para ambos eventos, son significativamente menores que los observados, independientemente del azimut. Encontramos que la fuente fue inusualmente energética en todos los azimuts, y que el efecto de la directividad de la ruptura en el comportamiento de las grandes aceleraciones fue relativamente pequeño. La posibilidad de que el comportamiento anómalo de las aceleraciones en la ciudad en 2017 se debiera a una dirección particular del campo de ondas incidente en la estructura 3D del Valle de México puede descartarse, ya que los registros de aceleración del sismo de 2023, que ocurrió casi en la misma ubicación que el sismo de 2017, no muestran nada anómalo. La Sa simulada utilizando los registros del evento de 2023 como EGFs sugiere que un hipotético sismo intraslab de Mw 7.1, con características de fuente similares al evento de 2023, a una distancia de aproximadamente 130 km de CU, debería causar poco o ningún daño en la ciudad. En otras palabras, si la fuente del sismo de 2017 hubiera sido una versión ampliada del evento de
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Citas
Anderson, J. G., Bodin, P., Brune, J. N., Prince, J., Singh, S. K., Quass, R. & Oñate, M. (1986). Strong ground motion from the Michoacan, Mexico earthquake. Science, 233(4768), 1043–1049. doi: https://doi.org/10.1126/science.233.4768.1043 DOI: https://doi.org/10.1126/science.233.4768.1043
Arroyo, D., Ordaz, M. & Singh, S. K. (2024). Prediction of Fourier amplitude spectrum of ground motion in Mexico City from subduction thrust earthquakes. Geofísica Internacional, 63(2), 783–801. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.2954436xe.2024.63.1.1717 DOI: https://doi.org/10.22201/igeof.2954436xe.2024.63.1.1717
Arroyo, D., Singh, S. K., Ordaz, M., Meli, R. & Ramírez, M. (2020). Observed seismic intensities and damage pattern in central Mexico during intraslab earthquakes of 1999 (Mw 6.9) and 2017 (Mw 7.1). Geofísica Internacional, 59(2), 82-100. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2020.59.2.2082 DOI: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2020.59.2.2082
Boatwright, J. & Choy G. L. (1986). Teleseismic estimates of the energy radiated by shallow earthquakes. Journal of Geophysical Research, 91(B2), 2095–2112. doi: https://doi.org/10.1029/JB091iB02p02095 DOI: https://doi.org/10.1029/JB091iB02p02095
Boore, D. M. (2003). Simulation of ground motion using the stochastic method. Pure and Applied Geophysics, 160, 635–676. doi: https://doi.org/10.1007/PL00012553 DOI: https://doi.org/10.1007/PL00012553
Brune, J. N. (1970). Tectonic stress and the spectra of seismic shear waves from earthquakes. Journal of Geophysical Research, 75(26), 4997-5009. doi: https://doi.org/10.1029/JB075i026p04997 DOI: https://doi.org/10.1029/JB075i026p04997
Ferrari, L., Orozco-Esquivel, T., Manea, V. & Manea, M. (2012). The dynamic history of the Trans-Mexican Volcanic Belt and the Mexico subduction zone. Tectonophysics, 522, 122-149. doi: https://doi.org/10.1016/j.tecto.2011.09.018 DOI: https://doi.org/10.1016/j.tecto.2011.09.018
García, D., Singh, S. K., Herráiz, M. & Pacheco, J. F. (2005). Inslab earthquakes of central Mexico: peak ground-motion parameters and response spectra. Bulletin of the Seismological Society of America, 95(6), 2272–2282. doi: https://doi.org/10.1785/0120050072 DOI: https://doi.org/10.1785/0120050072
García, D., Singh, S. K., Herráiz, M., Pacheco, J. F. & Ordaz, M. (2004). Inslab earthquakes of central Mexico: Q, source spectra and stress drop. Bulletin of the Seismological Society of America, 94, 789–802. doi: https://doi.org/10.1785/0120030125 DOI: https://doi.org/10.1785/0120030125
Herrmann, R. B. (1985). An extension of random vibration theory estimates of strong ground motion to large distances. Bulletin of the Seismological Society of America, 75, 1447-1453. doi: https://doi.org/10.1785/BSSA0750051447 DOI: https://doi.org/10.1785/BSSA0750051447
Iglesias, A., Singh, S. K., Pacheco, J. F. & Ordaz, M. (2002). A source and wave propagation study of the Copalillo, Mexico earthquake of 21 July, 2000 (Mw = 5.9): Implications for seismic hazard in Mexico City from inslab earthquakes. Bulletin of the Seismological Society of America, 92(3), 1060–1071. doi: https://doi.org/10.1785/0120010144 DOI: https://doi.org/10.1785/0120010144
Jaimes, M. A., Ramirez-Gaytán, A. & Reinoso, E. (2015). Ground-motion prediction model from intermediate-depth intraslab earthquakes at the hill and lake-bed zones of Mexico City. Journal of Earthquake Engineering, 19(8), 1260-1278. doi: https://doi.org/10.1080/13632469.2015.1025926 DOI: https://doi.org/10.1080/13632469.2015.1025926
Melgar, D., Pérez-Campos, X., Ramirez-Guzman, L. Spica, Z., Espíndola, V. H., Hammond, W. C. & Cabral-Cano, E. (2018). Bend faulting at the edge of a flat slab: the 2017 Mw7. 1 Puebla-Morelos, Mexico earthquake. Geophysical Research Letters, 46(6), 2633-2641. doi: https://doi.org/10.1002/2017GL076895 DOI: https://doi.org/10.1002/2017GL076895
Mirwald, A., Cruz-Atienza, V. M., Díaz-Mojica, J., Iglesias, A., Singh, S. K., Villafuerte, C. & Tago, J. (2019). The 19 September 2017 (Mw7.1) intermediate-depth Mexican earthquake: A slow and energetically inefficient deadly shock. Geophysical Research Letters, 46. doi: https://doi.org/10.1029/2018GL080904 DOI: https://doi.org/10.1029/2018GL080904
Ordaz, M. & Singh, S. K. (1992). Source spectra and spectral attenuation of seismic waves from Mexican earthquakes, and evidence of amplification in the hill zone of Mexico City. Bulletin of the Seismological Society of America, 82, 24–43. doi: https://doi.org/10.1785/BSSA0820010024 DOI: https://doi.org/10.1785/BSSA0820031497
Ordaz, M., Arboleda, J. & Singh, S. K. (1995). A scheme of random summation of an empirical Green’s function to estimate ground motions from future large earthquakes. Bulletin of the Seismological Society of America, 85, 1635-1647. doi: https://doi.org/10.1785/BSSA0850061635
Ordaz, M., Arroyo, D., Singh, S. K. & Salgado-Gálvez, M. A. (2024). A PSHA for Mexico City based solely in Fourier-based GMM of the response spectra. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 187, 109025. doi: https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2024.109025 DOI: https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2024.109025
Ordaz, M., Reinoso, E., Jaimes, M. A., Alcántara, L. & Pérez, C. (2017). High-resolution early earthquake damage assessment system for Mexico City based on a single-station. Geofísica Internacional, 56, 117-135. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2017.56.1.1751 DOI: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2017.56.1.1751
Ordaz, M., Singh, S. K. & Arciniega, A. (1994). Bayesian attenuation regressions and application to Mexico City. Geophysics Journal International, 117, 335–344. doi: https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1994.tb03936.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1994.tb03936.x
Ordaz, M., Singh, S. K., Reinoso, E., Lermo, J., Espinosa, J. M. & Domínguez, T. (1988). Estimation of response spectra in the lake bed zone of the valley of Mexico during the Michoacan earthquake. Earthquake Spectra, 4(4), 815–834. doi: https://doi.org/10.1193/1.1585504 DOI: https://doi.org/10.1193/1.1585504
Ovando Shelley, E. (2011). Some technical properties to characterize Mexico City clay, Proc. 14-the Panamerican conference on soil mechanics and geotechnical engineering. Canadian Geotechnical Society, Paper 889.
Pacheco, J. F. & Singh, S. K. (1995). Estimation of ground motion in the Valley of Mexico from normal-faulting, intermediate-depth earthquakes in the subducted Cocos plate. Earthquake Spectra, 11(2), 233–247. doi: https://doi.org/10.1193/1.1585813 DOI: https://doi.org/10.1193/1.1585813
Pérez-Campos, X. & Beroza, G. C. (2001). An apparent mechanism dependence of radiated seismic energy. Journal of Geophysical Research, 106(B6), 11,11127–11136. doi: https://doi.org/10.1029/2000JB900455 DOI: https://doi.org/10.1029/2000JB900455
Pérez-Campos, X., Singh, S. K. & Beroza, G. C. (2003). Reconciling teleseismic and regional estimates of seismic energy. Bulletin of the Seismological Society of America, 93, 2123–2130. doi: https://doi.org/10.1785/0120020212 DOI: https://doi.org/10.1785/0120020212
Reinoso, E. & Ordaz, M. (1999). Spectral ratios for Mexico City from free-field recordings. Earthquake Spectra, 15, 273–296. doi: https://doi.org/10.1193/1.1586041 DOI: https://doi.org/10.1193/1.1586041
Reinoso, E. & Ordaz, M. (2001). Duration of strong ground motion during Mexican earthquakes in terms of magnitude, distance to the rupture area and dominant site period. Earthquake Engineering Structural Dynamics, 30(5), 653-673. doi: https://doi.org/10.1002/eqe.28 DOI: https://doi.org/10.1002/eqe.28
Singh, S. K., Lermo, J., Domínguez, T., Ordaz, M., Espinosa, J. M., Mena, E. & Quaas, R. (1988a). The Mexico Earthquake of September 19, 1985—A study of relative amplification of seismic waves in the valley of Mexico with respect to a hill zone site (CU). Earthquake Spectra, 4(4), 653–674. doi: https://doi.org/10.1193/1.1585496 DOI: https://doi.org/10.1193/1.1585496
Singh, S. K., Mena, E. & Castro, R. (1988b). Some aspects of source characteristics of 19 September 1985 Michoacan earthquake and ground motion amplification in and near Mexico City from the strong motion data. Bulletin of the Seismological Society of America, 78(2), 451–477. doi: https://doi.org/10.1785/BSSA0780020451
Singh, S. K., Ordaz, M., Pérez-Campos, X. & Iglesias, A. (2015). Intraslab versus interplate earthquakes as recorded in Mexico City: Implications for seismic hazard. Earthquake Spectra. doi: https://doi.org/10.1193/110612EQS324M. DOI: https://doi.org/10.1193/110612EQS324M
Singh, S. K., Pérez-Campos, X., Espíndola, V. H., Cruz-Atienza, V. M. & Iglesias, A. (2014). Intraslab earthquake of 16 June 2013 (Mw 5.9), one of the closest such events to Mexico City. Seismological Research Letters, 85, 268-277. doi: https://doi.org/10.1785/0220130179 DOI: https://doi.org/10.1785/0220130179
Singh, S. K., Pérez-Campos, X., Espindola, V. H., Iglesias, A. & Quintanar, L. (2020) An intraslab earthquake at a depth of 100 km in the subducting Cocos plate beneath Nevado de Toluca volcano. Geofísica Internacional, 59(1), 5-12. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2020.59.1.2072 DOI: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2020.59.1.2072
Singh, S. K., Reinoso, E., Arroyo, D., Ordaz, M., Cruz‐Atienza, V. M. & Pérez‐Campos, X. (2018). Deadly intraslab Mexico earthquake of 19 September 2017 (Mw 7.1): Ground motion and damage pattern in Mexico City. Seismological Research Letters, 89, 2193–2203. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2020.59.1.2072 DOI: https://doi.org/10.1785/0220180159
Wessel, P. & Smith, W. H. (1995). New version of the generic mapping tools. Eos, Transactions American Geophysical Union, 76(33), 329-329. doi: https://doi.org/10.1029/95EO00198 DOI: https://doi.org/10.1029/95EO00198