En ny metode producerer forbedrede overfladestamningshastighedskort

Jordskælv opstår, når tektonisk belastning, der gradvist er akkumuleret langs en fejl, pludselig frigives. Målinger af, hvor meget Jordens overflade deformeres over tid, eller belastningshastigheden, kan bruges i seismiske faremodeller til at forudsige, hvor jordskælv kan forekomme. En måde, forskere vurderer belastningshastighed på, er via satellitter i kredsløb og detaljerede målinger af, hvor meget GPS -stationer på Jordens overflade bevæger sig.

Der er udfordringer, imidlertid, at bruge sådanne geodetiske data. Stationerne leverer kun målinger på bestemte steder og er ikke jævnt fordelt - konstruering af et kontinuerligt stammehastighedskort kræver, at forskere foretager skøn for at udfylde datahuller. Disse interpolerede data tilføjer usikkerhed til resulterende matematiske modeller.

For at løse disse spørgsmål, Pagani et al. udviklet en transdimensionel Bayesiansk metode til at estimere overfladebelastningshastigheder i det sydvestlige USA, med fokus på San Andreas -fejlen. Deres metode opdelte i det væsentlige undersøgelsesområdet i ikke -overlappende trekanter og beregnede hastigheder inden for hver trekant ved at inkorporere målinger fra GPS -stationerne placeret indeni.

Holdet stolede ikke kun på en sådan model. De brugte en reversibel-spring Markov-kæde Monte Carlo-algoritme til at producere op til hundredtusinder af sådanne modeller, med let justerede koordinater for disse 2D -trekanter. Faktisk, på tværs af disse modeller, selv antallet af trekanter kan ændre sig - fordi metoden er transdimensionel, forfatterne forudbestemte ingen parametre. Endelig, de stablede alle disse modeller sammen for at generere et endeligt kontinuerligt stammehastighedskort.

Ved hjælp af testdata, forfatterne fandt ud af, at deres fremgangsmåde håndterede datafejl og ujævn datafordeling bedre end et standard B -spline -interpolationsskema. Ud over, fordi tilgangen omfattede oplysninger fra mange modeller, det producerede en række skøn over stammhastighedsestimater på hvert punkt og sandsynligheder for disse værdier.

Da teamet brugte den nye metode til at beregne belastningshastigheder omkring San Andreas fejlsystemet, de fandt ud af, at deres kort var i overensstemmelse med tidligere undersøgelser. Det identificerede endda med succes krybende sektioner af fejlsystemet fra låste segmenter. Den nybeskrevne teknik kan potentielt bruges af forskere til at udvikle andre stammehastighedskort og kan generelt have anvendelse på andre interpolationsproblemer inden for geovidenskaben.

Denne historie er genudgivet med tilladelse til Eos, vært for American Geophysical Union. Læs den originale historie her.