Компьютерное моделирование улучшит понимание землетрясений в мегаполисе

Прочитано: 174 раз(а)


За годы до того, как разрушительное землетрясение произошло на побережье Японии в 2011 году, земная кора вблизи места землетрясения начала колебаться. Исследователи из Техасского университета в Остине используют компьютерные модели, чтобы выяснить, могут ли крошечные подземные толчки, обнаруженные вблизи этого места, быть связаны с самой катастрофой.

Исследование может помочь улучшить понимание учеными сил, вызывающих землетрясения с мегаполисами — самый мощный в мире тип землетрясений — и улучшить оценку опасности землетрясений. Исследование было опубликовано 15 декабря 2018 года в журнале Earth and Planetary Science Letters .

По словам ведущего автора Торстена Беккера, профессора Школы геологических наук имени У.Т. Джексона и научного сотрудника Института геофизики Техасского университета, это было первое комплексное исследование, в котором были обнаружены изменения в едва заметной треморной активности до землетрясения.

«Та часть земной коры, которая близка к месту, которое в итоге разорвалось, меняет стрессовое состояние за пару лет до события», — сказал Беккер. «Демонстрируя это, наша работа дополняет исследования деформации земной коры и нашего понимания сил, вызывающих землетрясения».

Институт геофизики является исследовательским подразделением Школы наук Джексона.

В то время как местонахождение подземных толчков вызывает вопросы об их потенциальной связи с землетрясением, Беккер сказал, что в настоящий момент неизвестно, связаны ли эти два события. Однако сейсмическая сигнатура подземных толчков помогает усовершенствовать компьютерную модель, которая может помочь распутать соединение. Эта новая методика моделирования позволяет ученым создавать четырехмерное изображение земной коры и взаимодействия между тектоническими плитами, показывая, как силы, толкающие на разлом, меняются со временем.

После ввода сейсмических данных модель соответствовала наблюдениям за тем, как пластина деформировалась в годы до и после землетрясения. Это позволило ученым сделать выводы о типе сил, действующих на границе плиты, в точке, где одна тарелка погружается в горячую вязкую мантию Земли. В этом полурасплавленном слое твердые породы сочатся и ведут себя неожиданным образом, поэтому понимание динамики слоя может помочь определить связь между давлением вдоль разлома до и после сильного землетрясения.

Новое исследование является значительным, потому что модель была первоначально разработана с использованием другого набора данных: геодезическая информация о форме поверхности Земли. Получая аналогичные результаты, используя различные наборы данных — сейсмические волны и изменения в форме планеты — ученые могут быть гораздо более уверены в точности моделей землетрясений.

Беккер считает, что при правильном исследовании и поддержке передовые компьютерные модели могут использоваться для изучения физики землетрясений и, возможно, способствовать улучшению прогнозов.

В настоящее время ученые могут в лучшем случае предложить карты угроз, показывающие известные зоны землетрясений и неопределенную вероятность землетрясения в ближайшие десятилетия. Знание большего количества информации о том, когда и где может произойти такое землетрясение, даже в течение нескольких лет, значительно улучшит прогнозирование нынешнего землетрясения и, возможно, даст властям и промышленности достаточно времени для подготовки к такому событию.

В связи с этим, авторы надеются, что их исследование внесет вклад в глобальные усилия по улучшению оценки опасности землетрясений , такие как Сотрудничество по моделированию для субдукции RCN, новая исследовательская сеть под руководством UT, финансируемая Национальным научным фондом (NSF).

Компьютерное моделирование улучшит понимание землетрясений в мегаполисе



Новости партнеров