Forskere identificerer næsten to millioner tidligere skjulte jordskælv

Gennemgang af seismiske data i det sydlige Californien med 10 års værdi med den videnskabelige ækvivalent som en fin tandkam, Caltech seismologer har identificeret næsten to millioner tidligere uidentificerede små jordskælv, der fandt sted mellem 2008 og 2017.

Deres indsats, udgivet online af tidsskriftet Science den 18. april, udvide jordskælvskataloget for den pågældende region og tidsperiode med en faktor 10 - vokser det fra omkring 180, 000 registrerede jordskælv til mere end 1,81 mio. De nye data afslører, at der dagligt forekommer omkring 495 jordskælv i det sydlige Californien med gennemsnitligt cirka tre minutters mellemrum. Tidligere katalogisering af jordskælv havde antydet, at der ville gå cirka 30 minutter mellem seismiske hændelser.

Denne 10-faldige stigning i antallet af registrerede jordskælv repræsenterer katalogisering af bittesmå forstyrrelser, mellem negativ størrelse 2,0 (-2,0) og 1,7, muliggjort ved den brede anvendelse af en arbejdskrævende identifikationsteknik, der typisk kun anvendes på små skalaer. Disse skælv er så små, at de kan være svære at opdage midt i baggrundsstøj, der vises i seismiske data, såsom rysten fra biltrafik eller bygningskonstruktion.

"Det er ikke, at vi ikke vidste, at der opstod små jordskælv. Problemet er, at de kan være meget svære at få øje på blandt al støjen, "siger Zachary Ross, hovedforfatter af undersøgelsen og postdoktor i geofysik, der tiltræder Caltech -fakultetet i juni som adjunkt i geofysik. Ross samarbejdede med Egill Hauksson, forskningsprofessor i geofysik ved Caltech, samt Daniel Trugman fra Los Alamos National Laboratory og Peter Shearer fra Scripps Institution of Oceanography ved UC San Diego.

For at overvinde det lave signal-til-støj-forhold, holdet vendte sig til en teknik kendt som "skabelonmatchning, "hvor lidt større og lettere identificerbare jordskælv bruges som skabeloner til at illustrere, hvad et jordskælvs signal på et givet sted skal, generelt, ligner. Når en sandsynlig kandidat med den matchende bølgeform blev identificeret, forskerne scannede derefter optegnelser fra seismometre i nærheden for at se, om jordskælvets signal var blevet registreret andre steder og uafhængigt kunne verificeres.

Skabelonmatchning fungerer bedst i regioner med seismometre med tæt afstand, da hændelser generelt kun krydskorrelerer godt med andre jordskælv inden for en radius på cirka 1 til 2 miles, ifølge forskerne. Ud over, fordi processen er beregningsintensiv, det har tidligere været begrænset til meget mindre datasæt. For det nuværende arbejde, forskerne stolede på en række 200 kraftfulde grafikbehandlingsenheder (GPU'er), der arbejdede i flere uger med at scanne kataloget, opdage nye jordskælv, og kontrollere deres fund.

Imidlertid, resultaterne var besværet værd, Siger Hauksson. "Seismicitet langs en fejl påvirker fejl og skælv omkring det, og dette nyligt udfundne billede af seismicitet i det sydlige Californien vil give os ny indsigt i, hvordan det fungerer, "siger han. Det udvidede jordskælvskatalog afslører tidligere uopdagede foreshocks, der går forud for større jordskælv samt udviklingen af ​​sværme af jordskælv. Det rigere datasæt vil give forskere et klarere billede af, hvordan seismiske begivenheder påvirker og bevæger sig gennem regionen, Siger Ross.

"Den forskud Zach Ross og kolleger har foretaget fundamentalt ændringer i den måde, vi opdager jordskælv inden for et tæt seismisk netværk som det, Caltech opererer med USGS. Zach har åbnet et nyt vindue, der giver os mulighed for at se millioner af tidligere usete jordskælv, og det ændrer vores evne at karakterisere, hvad der sker før og efter store jordskælv, "sagde Michael Gurnis, Direktør for det seismologiske laboratorium og John E. og Hazel S. Smits professor i geofysik

Avisen har titlen "Søgning efter skjulte jordskælv i det sydlige Californien."