Ny teknologi udviklet til at forbedre forudsigelse af jordskælv, tsunamier

University of South Florida geovidenskabsmænd har med succes udviklet og testet en ny højteknologisk lavtvandsbøje, der kan registrere de små bevægelser og ændringer i jordens havbund, som ofte er en forløber for dødelige naturfarer, som jordskælv, vulkaner og tsunamier.

Bøjen, oprettet ved hjælp af en $822, 000 tilskud fra National Science Foundations program for havteknologi og tværfaglig koordinering, blev installeret ud for Egmont Key i den Mexicanske Golf sidste år og har produceret data om havbundens tredimensionelle bevægelse. I sidste ende vil systemet være i stand til at opdage små ændringer i spændingen og belaste jordskorpen, sagde USF School of Geosciences Distinguished Professor Tim Dixon.

Det patentanmeldte havbundsgeodæsisystem er en forankret sparbøje toppet af højpræcisions Global Positioning System (GPS). Bøjens orientering måles ved hjælp af et digitalt kompas, der giver kurs, tonehøjde, og rul information – der hjælper med at fange Jordens afgørende side-til-side bevægelse, som kan være diagnostisk for store tsunami-producerende jordskælv, sagde Dixon. Han fik følgeskab i at lede projektet af USF Geoscience Phd-studerende Surui Xie, Lektor Rocco Malservisi USF College of Marine Sciences Center for Ocean Technology forskningsfakultet medlem Chad Lembke, og en række USF-havteknologipersonale.

Deres resultater blev for nylig offentliggjort i Journal of Geophysical Research-Solid Earth .

Selvom der i øjeblikket er flere teknikker til havbundsovervågning tilgængelige, at teknologien typisk fungerer bedst i det dybere hav, hvor der er mindre støjinterferens. Lavt kystvand (mindre end et par hundrede meters dybde) er et mere udfordrende miljø, men også et vigtigt miljø for mange anvendelser, herunder visse typer ødelæggende jordskælv, sagde forskerne. Offshore belastningsakkumulering og frigivelsesprocesser er afgørende for at forstå megathrust jordskælv og tsunamier, de bemærkede.

Forsøgsbøjen hviler på havbunden ved hjælp af en tung betonballast og har kunnet modstå flere storme, inklusive orkanen Michaels march op ad den Mexicanske Golf. Systemet er i stand til at registrere bevægelser så små som en til to centimeter, sagde Dixon, en ekspert i naturlige farer og forfatter til bogen Bekæmpelse af katastrofe .

"Teknologien har flere potentielle anvendelser i offshore olie- og gasindustrien og vulkanovervågning nogle steder, men den store er for forbedret prognose af jordskælv og tsunamier i subduktionszoner, " sagde Dixon. "De gigantiske jordskælv og tsunamier i Sumatra i 2004 og i Japan i 2011 er eksempler på den slags begivenheder, vi gerne vil bedre forstå og forudsige i fremtiden."

Dixon sagde, at systemet er designet til subduktionszoneapplikationer i Stillehavets "Ring of Fire", hvor offshore-belastningsakkumulering og frigivelsesprocesser i øjeblikket er dårligt overvåget. Et eksempel, hvor gruppen håber at implementere det nye system, er det lavvandede kystvand i det jordskælvsudsatte Mellemamerika.

Egmont Key-teststedet ligger i kun 23 meters dybde. Mens Florida ikke er tilbøjelig til jordskælv, farvandet ud for Egmont Key viste sig at være en fremragende testplacering for systemet. Den oplever stærke tidevandsstrømme, der testede bøjens stabilitet og orienteringskorrektionssystem. Det næste trin i testen er at installere et lignende system på dybere vand i Den Mexicanske Golf ud for Floridas vestkyst.