Focal mechanisms and tectonic stress field in the Valley of Mexico from local seismicity

Contenido principal del artículo

Delia Iresine Bello Segura
Luis Quintanar Robles
Shri Krishna Singh

Resumen

Realizamos un análisis exhaustivo de la actividad sísmica en el Valle de México utilizando los registros de las estaciones sísmicas cercanas. Se eligieron eventos con una alta relación señal-ruido, es decir, con llegadas P y S lo suficientemente claras para ser distinguidas. Se obtuvieron mecanismos focales para 24 sismos mediante la inversión del Tensor de Momento Sísmico utilizando los métodos ISOLA e INVERS2, encontrando que la mayor parte de la sismicidad de la Cuenca de México presenta fallamiento normal y de deslizamiento de rumbo. Con base en la distribución de la sismicidad en el Valle de México, identificamos cinco áreas donde se concentra la actividad: Sierra de las Cruces, Área Central, Área Sureste, Área del lecho del lago y Sierra Chichinautzin. Después de realizar una inversión del campo de esfuerzos de cada región, encontramos un régimen tectónico dominante extensional con una pequeña componente de deslizamiento de rumbo. En general, el campo de esfuerzos encontrado no es homogéneo a lo largo de todas las zonas, lo que indica una complejidad en las características y distribución del fallamiento. Esta complejidad podría ser la manifestación del campo de esfuerzos transtensional en la parte central del Cinturón Volcánico Transmexicano debido a la dirección oblicua de este rasgo geológico con respecto a la Trinchera Mesoamericana. 

Publication Facts

Metric
This article
Other articles
Peer reviewers 
2,4 promedio

Reviewer profiles  N/D

Author statements

Author statements
This article
Other articles
Data availability 
N/A
16%
External funding 
N/D
32% con financiadores
Competing interests 
N/D
11%
Metric
Para esta revista
Other journals
Articles accepted 
Artículos aceptados: 4%
33% aceptado
Days to publication 
175
145

Indexado: {$indexList}

Editor & editorial board
profiles
Academic society 
Geofísica Internacional

Detalles del artículo

Cómo citar
Bello Segura, D. I., Quintanar Robles, L., & Krishna Singh, S. (2025). Focal mechanisms and tectonic stress field in the Valley of Mexico from local seismicity . Geofísica Internacional, 64(3), 1593–1609. https://doi.org/10.22201/igeof.2954436xe.2025.64.3.1853
Sección
Artículo

Citas

Aguilar-Velázquez Manuel J, Paulina Miranda-García, Víctor M. Cruz-Atienza, Darío Solano Rojas, Josué Tago, Luis A. Domínguez, Carlos Villafuerte, Víctor H. Espíndola, Delia Bello-Segura, Luis Quintanar-Robles, and Mathieu Perton, (2025); Interplay of slow-slip faults beneath Mexico City induces intense seismicity over months; Tectonophysics, 902, 230659. doi: https://doi.org/10.1016/j.tecto.2025.230659 DOI: https://doi.org/10.1016/j.tecto.2025.230659

Angelier, J., and Mechler, P. (1977). Sur une methode graphique de recherche des contraintes principales egalement utilisables en tectonique et en seismologie: la methode des diedres droits. Bulletin de La Société Géologique de France, S7-XIX(6), 1309–1318. doi: https://doi.org/10.2113/gssgfbull.S7-XIX.6.1309 DOI: https://doi.org/10.2113/gssgfbull.S7-XIX.6.1309

Arce, J. L., Layer, P. W., Macías, J. L., Morales-Casique, E., García-Palomo, A., Jiménez-Domínguez, F. J., Benowitz, J., and Vásquez-Serrano, A. (2019). Geology and stratigraphy of the Mexico Basin (Mexico City), central Trans-Mexican Volcanic Belt. Journal of Maps, 15(2), 320–332. doi: https://doi.org/10.1080/17445647.2019.1593251 DOI: https://doi.org/10.1080/17445647.2019.1593251

Asimaki, D., Mohammadi, K., Ayoubi, P., Mayoral, J. M., and Montalva, G. (2020). Investigating the spatial variability of ground motions during the 2017 Mw 7.1 Puebla-Mexico City earthquake via idealized simulations of basin effects. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 132, 106073. doi: https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2020.106073 DOI: https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2020.106073

Bouchon, M. (1981). A simple method to calculate Green’s functions for elastic layered media. Bulletin of the Seismological Society of America, 71(4), 959–971. doi: https://doi.org/10.1785/BSSA0710040959 DOI: https://doi.org/10.1785/BSSA0710040959

Bouchon, M. and Coutant, O. (1994). Calculation of synthetic seismograms in a laterally varying medium by the boundary element-discrete wavenumber method. Bulletin of the Seismological Society of America, 84(6): 1869–1881. doi: https://doi.org/10.1785/BSSA0840061869

Campillo, M., Singh, S. K., Shapiro, N., Pacheco, J., & Hemnann, R. B. (1996). Crustal structure south of the Mexican volcanic belt, base don group velocity dispersion. Geofísica Internacional, 35(4), 361–370; https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.1996.35.4.529 DOI: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.1996.35.4.529

Campos-Enríquez, J. O., Lermo-Samaniego, J. F., Antayhua-Vera, T., Chavacán, M., and Ramón-Márquez, V.-M. (2015). The Aztlán Fault System: control on the emplacement of the Chichinautzin Range volcanism, southern Mexico Basin, Mexico. Seismic and gravity characterization. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana, 67(2), 315-335. doi: http://dx.doi.org/10.18268/BSGM2015v67n2a13 DOI: https://doi.org/10.18268/BSGM2015v67n2a13

Coutant, O. (1989). Numerical study of the diffraction of elastic waves by fluid-filled cracks. Journal of Geophysical Research, 94(B12). doi: https://doi.org/10.1029/JB094IB12P17805 DOI: https://doi.org/10.1029/JB094iB12p17805

Cruz-Atienza, V. M., Iglesias, A., Pacheco, J. F., Shapiro, N. M., and Singh, S. K. (2010). Crustal structure below the valley of Mexico estimated from receiver functions. Bulletin of the Seismological Society of America, 100(6), 3304–3311. doi: https://doi.org/10.1785/0120100051 DOI: https://doi.org/10.1785/0120100051

De Cserna, Z., De la Fuente-Duch, M., Palacios-Nieto, M., Triay, L., Mitre- Salazar, L. M., and Mota-Palomino, R. (1987). Estructura Geológica, Gravimétrica, Sismicidad y relaciones Neotectónicas Regionales de la Cuenca de México. Boletín Instituto de Geología. Universidad Nacional Autónoma de México. 104.

Delvaux, D., and Barth, A. (2010). African stress pattern from formal inversion of focal mechanism data. Tectonophysics, 482(1–4), 105–128. doi: https://doi.org/10.1016/j.tecto.2009.05.009 DOI: https://doi.org/10.1016/j.tecto.2009.05.009

Delvaux, D., and Sperner, B. (2003). New aspects of tectonic stress inversion with reference to the TENSOR program. Geological Society London Special Publications, 212(1):75-100. doi: https://doi.org/10.1144/GSL.SP.2003.212.01.06 DOI: https://doi.org/10.1144/GSL.SP.2003.212.01.06

Ego F. and V. Ansan, (2002). Why is the Central Trans-Mexican Volcanic Belt (102°–99°W) in transtensive deformation?, Tectonophysics 359(1-2), 189–208. doi: https://doi.org/10.1016/S0040-1951(02)00511-5 DOI: https://doi.org/10.1016/S0040-1951(02)00511-5

Espíndola, V. H., Quintanar, L., and Espíndola, J. M. (2017). Crustal structure beneath Mexico from receiver functions. Bulletin of the Seismological Society of America, 107(5), 2427–2442. doi: https://doi.org/10.1785/0120160152 DOI: https://doi.org/10.1785/0120160152

Ferrari, L., Orozco-Esquivel, T., Manea, V. (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

Figueroa, J. (1971). Sismicidad en la Cuenca del Valle de México, Serie de Investigación, 289, Instituto de Ingeniería, UNAM, México.

Flores López R., (1987); Informe geológico final del estudio sísmico de reflexión de la Ciudad de México, México, PEMEX.

García Acosta, V., Suárez, G. (1996). Los sismos en la historia de México: El análisis social. Universidad Nacional Autónoma de México, Centro de Investigaciones y Estudios Superiores en Antropología Social. Fondo de Cultura Económica.

García-Palomo, Armando, Zamorano, José Juan, López-Miguel, Celia, Galván-García, Adriana, Carlos-Valerio, Víctor, Ortega, Roberto, & Macías, José Luis. (2008). El arreglo morfoestructural de la Sierra de Las Cruces, México central. Revista mexicana de ciencias geológicas, 25(1), 158-178.

Gómez-Tuena, A., Orozco-Esquivel, M., and Ferrari, L. (2007). Igneous petrogenesis of the Trans-Mexican volcanic belt. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana, 57(3), 227-283. doi: https://doi.org/10.18268/bsgm2005v57n3a2 DOI: https://doi.org/10.18268/BSGM2005v57n3a2

Havskov J. (1982). The Earthquake Swarm of February 1981 in Mexico City, Geofísica Internacional. 21(2), 157-175. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.1982.21.2.909 DOI: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.1982.21.2.909

Havskov, J. and S. K. Singh (1978). Shallow crustal structure below Mexico City, Geofísica Internacional. 17(2), 223-229. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.1978.17.2.935 DOI: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.1978.17.2.935

Havskov, J., Voss, P. H., and Ottemöller, L. (2020). Seismological observatory software: 30 yr of Seisan. Seismological Research Letters, 91(3), 1846–1852. doi: https://doi.org/10.1785/0220190313 DOI: https://doi.org/10.1785/0220190313

Heidbach, O., Tingay, M., Barth, A., Reinecker, J., Kurfeß, D., and Müller, B. (2010). Global crustal stress pattern based on the World Stress Map database release 2008. Tectonophysics, 482(1–4), 3–15. doi: https://doi.org/10.1016/j.tecto.2009.07.023 DOI: https://doi.org/10.1016/j.tecto.2009.07.023

Kagan, Y. Y. (1991). 3‐D rotation of double‐couple earthquake sources. Geophysical Journal International, 106(3), 709–716. doi: https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1991.tb06343.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1991.tb06343.x

Kikuchi, M. and Kanamori, H. (1991). Inversion of complex body waves—III. Bulletin of the Seismological Society of America, 81(6): 2335–2350. doi: https://doi.org/10.1785/BSSA0810062335 DOI: https://doi.org/10.1785/BSSA0810062335

Lugo-Hubp, J., Mooser, F., Pérez- Vega, A., and Zamorano-Orozco, J. (2019). Geomorphology of the Sierra of Santa Catarina, D.F., Mexico. Revista Mexicana De Ciencias Geológicas, 11(1), 43–52.

Macías, J. L., Arce, J. L., García-Tenorio, F., Layer, P. W., Rueda, H., Reyes-Agustin, G., López-Pizaña, F., and Avellán, D. (2012). Geology and geochronology of Tlaloc, Telapón, Iztaccíhuatl, and Popocatépetl volcanoes, Sierra Nevada, central Mexico. GSA Field Guides, 25, 163–193. doi: https://doi.org/10.1130/2012.0025(08) DOI: https://doi.org/10.1130/2012.0025(08)

Manzanilla, L. (1986). Relación de los sismos ocurridos en la ciudad de México y sus efectos. Sismo: Desastre y Sociedad en la Ciudad de México. Revista Mexicana de Sociología. 48(2), 265-282. doi: https://doi.org/10.2307/3540365 DOI: https://doi.org/10.2307/3540365

Márquez, A., Verma S., Anguita F., Oyarzun, R., Brandle, J.L. (1999). Tectonics and volcanism of Sierra Chichinautzin: Extension at the front of the Central Trans-Mexican Volcanic belt. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 93, 125-150. doi: https://doi.org/10.1016/S0377-0273(99)00085-2 DOI: https://doi.org/10.1016/S0377-0273(99)00085-2

Marsal, R, and R. Graue, (1969); El subsuelo del lago Texcoco, el hundimiento de la Ciudad de México y proyecto Texcoco (Nabor Carrillo). Secretaria de Hacienda y Crédito Público, México

Mooser, F., Montiel, A., Zúñiga, Á. (1992). El suroeste de la cuenca de México en el nuevo mapa geológico. Experiencias geotécnicas en la zona poniente del Valle de México. México: Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos, 5–16.

PEMEX, (1986); Estudio geológico de México.

Pérez Cruz, G. A. (1988). Estudio sismológico de reflexión del subsuelo de la Ciudad de México. [Tesis de Maestría, Universidad Nacional Autónoma de México] Repositorio de Tesis DGBSDI https://ru.dgb.unam.mx/handle/20.500.14330/TES01000074449.

Pérez-Campos, X., Y. Kim, A. Husker, P. M. Davis, R. W. Clayton, A. Iglesias, J. F. Pacheco, S. K. Singh, V. C. Manea, and M. Gurnis (2008), Horizontal subduction and truncation of the Cocos Plate beneath central Mexico, Geophysical Research Letters, 35(18). doi: https://doi.org/10.1029/2008GL035127. DOI: https://doi.org/10.1029/2008GL035127

Quintanar, L. Singh, S. K., Espíndola, V. H., Iglesias, A., Bello-Segura, D. I., Arroyo, D. (2024) Mexico City Earthquake of 11 May 2023 (Mw3.2). Geofísica Internacional. 63-2: 749–762. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.2954436xe.2024.63.2.1757 DOI: https://doi.org/10.22201/igeof.2954436xe.2024.63.2.1757

Quintanar, L., Cárdenas-Ramírez, A., Bello-Segura, D. I., Espíndola, V. H., Pérez-Santana, J. A., Cárdenas-Monroy, C., Carmona-Gallegos, A. L., and Rodríguez-Rasilla, I. (2018). A Seismic Network for the Valley of Mexico: Present Status and Perspectives. Seismological Research Letters, 89(2A), 356–362. doi: https://doi.org/10.1785/0220170198. DOI: https://doi.org/10.1785/0220170198

Siebe, C., and Macías, J. L. (2004). Volcanic hazards in the Mexico City metropolitan area from eruptions at Popocatépetl, Nevado de Toluca, and Jocotitlán stratovolcanoes and monogenetic scoria in the Sierra Chichinautzin Volcanic Field. En A. Claus Siebe, José Luis MacíasGerardo, J. Aguirre-Díaz (Eds.). Neogene-Quaternary Continental Margin Volcanism: A perspective from México (pp. 253-329). Geological Society of America doi: https://doi.org/10.1130/2004.VHITMC.SP402 DOI: https://doi.org/10.1130/2004.VHITMC.PFG

Singh, S. K, Quintanar‐Robles, L., Arroyo, D., Cruz‐Atienza, V. M., Espíndola, V. H., Bello‐Segura, D. I., and Ordaz, M. (2020). Lessons from a Small Local Earthquake (M w 3.2) That Produced the Highest Acceleration Ever Recorded in Mexico City. Seismological Society of America, 91(6), 3391-3406. doi: https://doi.org/10.1785/0220200123 DOI: https://doi.org/10.1785/0220200123

Singh, S. K., Lermo, J., Dominguez, T., Ordaz, M., Espinosa, J. M., Mena, E., and Quaas, R. (1988a). The Mexico Earthquake of September 19, 1985—A Study of Amplification of Seismic Waves in the Valley of Mexico with Respect to a Hill Zone Site. Earthquake Spectra 4(4), 653–673. doi: https://doi.org/10.1193/1.1585496 DOI: https://doi.org/10.1193/1.1585496

Singh, S. K., Mena, E., and Castro, R. (1988b). Some aspects of source characteristics of the 19 September 1985 Michoacan earthquake and ground motion amplification in and near Mexico City from 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., Pacheco, J. F., and Courboulex, F. (2000). A simple source inversion scheme for displacement seismograms recorded at short distances. Journal of Seismology, 4, 267–284. doi: https://doi.org/10.1023/A:1009849819475 DOI: https://doi.org/10.1023/A:1009849819475

Sokos, E. and Zahradnik, J. (2008). ISOLA-A Fortran code and Matlab GUI to perform multiple point source inversion of seismic data. Computers and Geosciences. 34. 967-977. doi: https://doi.org/10.1016/j.cageo.2007.07.005 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cageo.2007.07.005

Sokos, E., and Zahradník, J. (2013). Evaluating centroid-moment-tensor uncertainty in the new version of ISOLA software. Seismological Research Letters, 84(4), 656–665. doi: https://doi.org/10.1785/0220130002 DOI: https://doi.org/10.1785/0220130002

UNAM and CENAPRED Seismology Group (1995). The Milpa Alta earthquake of January 21, 1995. Geofísica Internacional, 34(4), 355–362. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.1995.34.4.1420 DOI: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.1995.34.4.1420

Artículos más leídos del mismo autor/a

1 2 > >>