Skjulte mikrojordskælv belyser store jordskælvsværtsfejl i Oklahoma og Kansas

Ved at bruge maskinlæring til at gennemsøge ti års værdi af seismiske data, har forskere identificeret hundredtusindvis af mikrojordskælv langs nogle hidtil ukendte fejlstrukturer i Oklahoma og Kansas.

De nyligt identificerede mikrojordskælv gjorde det muligt for seismologerne at kortlægge og måle jordskælvsklynger i regionen, som har oplevet usædvanlige niveauer af seismicitet på grund af ukonventionel olie- og gasproduktion.

Som de rapporterer i The Seismic Record , fandt forskerne ud af, at 80 % af de jordskælv med styrke 4 og større, der fandt sted i det sidste årti, kunne have været forudset baseret på den rumlige udstrækning af seismicitetsklynger, der omfattede det store jordskælv, før det opstod.

De fandt også ud af, at når en klynge nåede en længdeskala, der var stor nok til at være vært for et jordskælv med en styrke på 4 eller større, var der næsten 5 % chance for, at den ville gøre det inden for et år efter at have opnået denne længdeskala, ifølge Yongsoo Park, en Ph. .D. studerende ved Stanford University og kolleger.

Klyngeoplysningerne kan bruges af virksomheder og regulatorer til at overvåge olie- og gasdrift i fremtiden, foreslår Park og kolleger.

Med ringe naturlig seismicitet og ufuldstændig kortlægning af fejl i Oklahoma og Kansas før ukonventionel kulbrinteudvikling har forskere ledt efter nye måder at forstå regionens seismiske fare på.

Park og kolleger havde brugt en maskinlæringsteknik til at finde næsten 90.000 ukendte mikrojordskælv i Arkansas i en tidligere undersøgelse. "Vi var imponerede over resultatet, især fordi kataloget afslørede hidtil ukendte klynger," sagde Park. "Vi vidste, at de fleste jordskælv i Oklahoma-Kansas-området fandt sted på skjulte fejl i kælderen, så vi ønskede at anvende arbejdsgangen til at afsløre disse fejl."

Forskerne genanalyserede seismiske data indsamlet fra 17 offentligt tilgængelige seismiske netværk i Oklahoma og Kansas fra 2010 til 2019. Ved at bruge et neuralt netværk til at detektere jordskælv og deres P- og S-bølgeankomsttider fandt de over 300.000 jordskælv i dataene.

Når de blev kortlagt, "forbandt de yderligere mikrojordskælv prikkerne" mellem spredte jordskælv og de små klynger dannet af de 60 jordskælv på 4 eller større, der er inkluderet i undersøgelsen. De nyligt opdagede mikrojordskælv oplyste den overraskende tilstedeværelse af mange hidtil ukendte fejl, sagde Park.

"Men det mere overraskende var, at mange af de klynger, man i tidligere undersøgelser troede var adskilte, faktisk var forbundet med mikrojordskælv. Med andre ord er det nok ikke længere en mulighed at finde små jordskælv, men derimod et krav, når vi er forsøger at lave klyngeanalyse på jordskælvsdata," sagde han.

Park sagde, at regulatorer kunne tilpasse den sædvanlige "trafiklys"-protokol – som olie- og gasoperatører bruger til at overvåge og stoppe eller bremse deres aktiviteter for at mindske seismisk fare – for at inkorporere længdeskalaen af ​​en jordskælvsklynge.

Den originale trafiklysprotokol er styret af observerede jordskælvsstørrelser og styret af den største hændelse. Estimering af jordskælvsstørrelser fra længdeskalaen kunne gøre denne proces proaktiv og kontrolleret af både store og små jordskælv, bemærker forskerne.

"Men fordi størrelserne kun er skøn, bør de nødvendige handlinger sandsynligvis være anderledes," forklarede Park. Hvis en længdeskala af klyngen vækker bekymring, for eksempel, "kan regulatorerne bede operatørerne om at installere flere seismometre omkring den pågældende klynge for bedre at kortlægge den skjulte fejl." + Udforsk yderligere

Forstå karakteren af ​​store jordskælv