Urban geofon array tilbyder nyt udseende på det nordlige Los Angeles bassin

Ved at bruge en række geofoner på størrelse med kaffedåser, der er installeret i omkring en måned i baghaver, golfbaner og offentlige parker, forskere indsamlede nok data til at give dem mulighed for at kortlægge dybden og formen af ​​San Gabriel og San Bernardino sedimentære bassiner i Los Angeles, Californien.

Seismologer mener, at disse sedimentære bassiner kan fungere som en "bølgeleder" til at fokusere og fange energi fra et jordskælv på den sydlige San Andreas-forkastning, så det er vigtigt at forstå deres struktur for at hjælpe med at forudsige, hvor godt de kan kanalisere energien fra sådan et jordskælv ind i downtown Los Angeles.

Forskerholdet, ledet af Patricia Persaud fra Louisiana State University og Robert Clayton fra California Institute of Technology, var i stand til at kortlægge de to bassiner mere detaljeret end tidligere undersøgelser, viser, at San Gabriel-bassinet er dybere end San Bernardino-bassinet, og at San Bernardino-bassinet har en uregelmæssig form. Persaud og kolleger afslørede også tegn på dybe forskydninger i lag af jordskorpen, der kunne relateres til to forkastninger - Red Hill og Raymond forkastningerne - som tidligere er blevet kortlagt i nærliggende områder ved overfladen.

"Det er i øjeblikket for tidligt at sige, hvordan vores resultater vil ændre, hvordan vi kunne tænke på disse bassiners evne til at kanalisere seismisk energi, " sagde Persaud. "Men vi indsamler flere data i området, som vil blive brugt til at forfine bassinstrukturen yderligere."

Geofoner er instrumenter, der omdanner jordens bevægelseshastighed til spænding, som kan bruges til at bestemme geometrien af ​​strukturer under jordens overflade. Visualisering af detaljerne i den sedimentære bassinstruktur kræver et stort antal seismiske stationer, der er tæt placeret for at fange vigtige ændringer i strukturen på tværs af bassinet. Geofonarrays tilbyder en billig og gennemførlig måde at indsamle disse data på i et tætbefolket byområde, sammenlignet med komplikationerne og omkostningerne ved at installere bredbåndsseismometre, Persaud bemærkede.

Hver af de 202 knudepunkter, der er indsat i undersøgelsen, i tre linjer, der spænder over de nordlige bassiner, er på størrelse med en kaffedåse. "De vejer omkring seks pund og har en datalogger, batteri og optager alt i én beholder, " Forklarede Persaud. "For at placere dem i jorden graver vi et lille hul, der gør det muligt for knuderne at blive dækket med omkring to tommer jord, når de er solidt plantet. De fleste indbyggere i Los Angeles-området fortæller os, at vi skal placere dem, hvor vi vil, nogle hjælper os endda med at grave hullerne; så vi vælger et sted i deres gårdhaver, og om cirka fem minutter har vi noden på plads og optager."

I de fleste tilfælde, ejendomsejere var "ekstremt venlige og imødekommende" under den aktuelle undersøgelse, sagde Persaud. "Det interessante er, at da vi fik et positivt svar, var det næsten øjeblikkeligt. Beboere i Los Angeles er meget opmærksomme på den forhøjede seismiske fare i denne region, og er ofte nysgerrige på vores undersøgelse og noderne, og de vil gerne finde ud af mere. Nogle tilbyder at sprede budskabet om vores undersøgelse gennem sociale medier og opfordrer deres venner og naboer til også at deltage."

Noderne indsamlede data kontinuerligt i 35 dage. I denne tid, de opdagede jordbevægelse fra størrelsesorden 6 og større jordskælv, der fandt sted tusindvis af kilometer væk fra Los Angeles. Seismiske bølgeformsdata fra disse teleseismiske jordskælv kan bruges med en metode kaldet modtagerfunktionsteknikken til at kortlægge tykkelsen af ​​skorpen og lavvandede skorpestrukturer under en seismisk station. Modtagerfunktionerne beregnet ud fra knudepunkterne svarer til dem, der beregnes ud fra bredbåndsdata, konkluderede forskerne, men nodalarrayet tilbyder et kig i højere opløsning på skorpestrukturer såsom grænsen mellem jordskorpen og kappen og grænsefladen mellem sedimenter og kældersten på tværs af bassinerne.

Den her sommer, forskerholdet er tilbage i Californien og placerer noder "langs nye linjer, der er beregnet til at udfylde ethvert område, hvor der kan være en ændring i bassinformen, " sagde Persaud. "Vi har netop implementeret tre nye profiler og vil derefter samle resultaterne fra alle vores profiler for at producere en opdateret strukturel model for bassinerne."

Undersøgelsen er offentliggjort i Seismologiske forskningsbreve .