重力による擾乱は地震予知の精度を高めます

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重力による擾乱は地震予知の精度を高めます
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Anonim
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日本の地震の震源地からさまざまな距離で2011年に取得されたマグニチュード9、1の地震計データ

フランスの地質学者は、地震による重力擾乱が地震計信号に及ぼす影響を推定しています。弾性重力信号を記録することにより、地震弾性波がこの地点に到達するよりもはるかに早い数千キロメートルの距離で最も強力な地震(マグニチュード8、5以上)に関する情報を取得できることが判明しました。このアプローチで地震の力を決定する精度も大幅に向上します、と科学者はジャーナルScienceに掲載された記事に書いています。

地震の力を記録して決定するために、地震計が使用されます。地震計は、岩石の圧縮によって地殻とマントルの上層に沿って伝播する弾性波の強度を測定します。しかし、そのような信号は、第一に、地震の開始に比べて顕著な遅延で到着し(地震波は毎秒6〜10キロメートルの速度で伝播するため)、第二に、正確に推定することはできません。震えの力。同時に、地震の震源地から来る最速の信号は、弾性地震波ではなく、地殻の非常に大きな部分が光速で移動して伝播するときに発生する重力場の摂動です。重力の乱れ自体は非常に弱く、純粋な形で捕らえることは不可能ですが、それは地殻の弾性振動からの信号に影響を及ぼし、それを記録することができます。

地震計信号に対する重力擾乱の影響を評価するために、パリ・ディドロ大学のマーティン・ヴァレが率いる地質学者は、2011年に日本のマグニチュード9.1の壊滅的な地震の間に得られたデータを研究しました。震源地から半径3000キロメートル以内、震源地からの距離が異なる11の地震計のデータを合計で分析した。地震計の一次データが9、1から7、8までの大きさを過小評価していたことは注目に値します。地震信号に対する重力擾乱の影響を評価するために、科学者は弾性重力信号のみを考慮しました。地震データが地震計に到達するまでのセンサー。

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2011年にマグニチュード9、1の地震の震源地から半径3000 km以内にある地震計の地図で、アスタリスクで示されています。

地震が発生してから地殻の変形により弾性波がセンサーに到達するまでの間に、振幅が十分に大きい( 1〜2ナノメートル/平方秒)、バックグラウンドノイズと区別できるようにします。

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重力擾乱を考慮した地震計データとシミュレーション結果の比較。図は地震弾性波の到来前に得られたデータのみを示しています

この落下が伝播する重力擾乱の結果であるかどうかを評価するために、科学者は擾乱自体と結果として興奮する地殻の垂直加速度をモデル化しました。これら2つの信号の違いは、地震計によって記録された信号に対応している必要があります。この場合、信号の強度と持続時間は、地震の震源地までの時間と距離に依存します。シミュレーションデータは、2011年の地震時の11の地震計すべてのデータを非常によく説明しており、そのパワーを決定するための非常に優れた精度を可能にすることが判明しました。

科学者たちは、この方法では、マグニチュードが8、5を超える最も強力な地震に関する情報しか取得できないことに注意しています。より低い電力のすべての地震では、信号は0.5ナノメートル/平方秒を超えず、目立たなくなります。ノイズを背景に。それにもかかわらず、理論的には、信号勾配を使用して、より小さな振幅の地震ノイズから重力信号を分離することは可能ですが、現時点ではそのようなデバイスは存在しません。

地震の発生後ではなく、事前に地震の強さと場所を予測することは、依然として緊急の課題です。このために、科学者は機械学習を使用することを提案し、その助けを借りて、柔らかい岩の騒音が震えの短期的な予測因子であることを示すことができました。

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