Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một nghiên cứu tính toán mạnh mẽ về các hồ sơ địa chấn miền nam California đã tiết lộ thông tin chi tiết về rất nhiều trận động đất nhỏ chưa được phát hiện trước đó, đưa ra một bức tranh chính xác hơn về sự căng thẳng trong vỏ trái đất.
Một nghiên cứu tính toán mạnh mẽ về các hồ sơ địa chấn miền nam California đã tiết lộ thông tin chi tiết về rất nhiều trận động đất nhỏ chưa được phát hiện trước đó, đưa ra một bức tranh chính xác hơn về sự căng thẳng trong vỏ trái đất. Một danh mục mới có sẵn công khai về những phát hiện này sẽ giúp các nhà địa chấn hiểu rõ hơn về những căng thẳng gây ra các trận động đất lớn hơn đôi khi làm rung chuyển khu vực.
“Rất khó để giải nén những gì gây ra các trận động đất lớn hơn vì chúng không thường xuyên, nhưng với thông tin mới này về một số lượng lớn các trận động đất nhỏ, chúng ta có thể thấy căng thẳng phát triển như thế nào trong các hệ thống đứt gãy”, Daniel Trugman, một bác sĩ sau tiến sĩ tại Los Angeles nói. Phòng thí nghiệm quốc gia Alamos và đồng tác giả của một bài báo được công bố trên tạp chí Science ngày hôm nay. Trugman nói: “Thông tin mới này về các cơ chế kích hoạt và các báo trước ẩn cho chúng tôi một nền tảng tốt hơn nhiều để giải thích các trận động đất lớn bắt đầu như thế nào”.
Crunching số
Trugman và các đồng tác giả của Viện Công nghệ và Hải dương học California đã thực hiện một hoạt động khai thác dữ liệu khổng lồ của Mạng lưới địa chấn Nam California cho các trận động đất thực sự bị chôn vùi trong tiếng ồn. Nhóm nghiên cứu đã có thể phát hiện, hiểu và xác định vị trí các trận động đất chính xác hơn và họ đã tạo ra danh mục động đất toàn diện nhất cho đến nay. Công trình đã xác định được 1,81 triệu trận động đất – 10 lần động đất xảy ra thường xuyên hơn 10 lần so với các trận động đất được xác định trước đó bằng phương pháp địa chấn truyền thống.
Nhóm nghiên cứu đã phát triển một thư viện động đất toàn diện, chi tiết cho toàn bộ khu vực miền nam California, được gọi là danh mục Quake Template Match (QTM). Họ đang sử dụng nó để tạo ra một bản đồ hoàn chỉnh hơn về các lỗi và hành vi động đất ở California. Danh mục này có thể giúp các nhà nghiên cứu phát hiện và xác định các trận động đất chính xác hơn.
Nhóm nghiên cứu đã phân tích gần hai thập kỷ dữ liệu được thu thập bởi Mạng lưới địa chấn Nam California. Mạng lưới, được coi là một trong những hệ thống địa chấn tốt nhất thế giới, tích lũy một danh mục các trận động đất từ 550 trạm giám sát địa chấn trong khu vực. Danh mục SCSN hoàn toàn dựa trên phương pháp truyền thống: quan sát thủ công và phân tích trực quan. Nhưng Trugman nói rằng phương pháp truyền thống này bỏ lỡ nhiều tín hiệu yếu là các chỉ số của trận động đất nhỏ.
Mẫu phù hợp là chính
Nhóm đã cải thiện danh mục này với khai thác dữ liệu. Sử dụng tính toán song song, họ đã xử lý gần 100 terabyte dữ liệu trên 200 đơn vị xử lý đồ họa. Phóng to ở độ phân giải cao trong khoảng thời gian 10 năm, họ đã thực hiện so khớp mẫu bằng cách sử dụng địa chấn (dạng sóng hoặc tín hiệu) của các trận động đất được xác định trước đó. Để tạo mẫu, họ cắt các mảnh dạng sóng từ các trận động đất được ghi lại trước đó và khớp các dạng sóng đó với các mẫu tín hiệu được ghi đồng thời từ nhiều trạm địa chấn. Khớp mẫu đã được thực hiện trước đây, nhưng không bao giờ ở quy mô này.
“Bây giờ chúng tôi có thể tự động hóa nó và tìm kiếm toàn diện thông qua kho lưu trữ dạng sóng đầy đủ để tìm tín hiệu của các trận động đất rất nhỏ trước đây bị che giấu trong tiếng ồn”, Trugman giải thích.
Áp dụng các mẫu tìm thấy các sự kiện tiền động đất, các báo trước và các trận động đất nhỏ đã bị bỏ qua với các phương pháp thủ công. Những sự kiện này thường cung cấp các chi tiết vật lý và địa lý quan trọng để giúp dự đoán các trận động đất lớn. Nhóm nghiên cứu cũng xác định các chuỗi khởi đầu cho thấy các trận động đất được kích hoạt như thế nào.
Các chi tiết mới cũng tiết lộ cấu trúc hình học ba chiều và cấu trúc lỗi, sẽ hỗ trợ phát triển các mô hình thực tế hơn.
Gần đây, các đồng nghiệp của Trugman và Los Alamos đã áp dụng học máy để nghiên cứu các trận động đất được tạo ra trong các máy động đất trong phòng thí nghiệm. Công trình đó đã phát hiện ra các chi tiết quan trọng về hành vi động đất có thể được sử dụng để dự đoán các trận động đất.
“Trong phòng thí nghiệm, chúng tôi thấy các sự kiện nhỏ là tiền thân của các sự kiện trượt lớn, nhưng chúng tôi không thấy điều này nhất quán trong thế giới thực. Phân tích khớp mẫu dữ liệu lớn này thu hẹp khoảng cách,” ông nói. “Và bây giờ chúng tôi đã phát hiện ra các trận động đất trước đây được giảm giá là tiếng ồn và tìm hiểu thêm về hành vi của chúng. Nếu chúng tôi có thể xác định các chuỗi này là báo trước trong thời gian thực, chúng tôi có thể dự đoán được trận động đất lớn.”
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Phòng thí nghiệm quốc gia DOE / Los Alamos . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :