Cascadia的慢地震是可预测的

如果在讨论严重的地震科学时,你不应该使用一个词,是“predict.”地震医生无法预测地震;相反,他们计算在给定的时间段内沿着某个故障发生的主要地震的可能性。

作为驱动地震的过程是一种争论的争论 - 作为突然,突然,急剧释放的能量,作为两个构造板彼此磨削 - 是一种随机(随机)的过程,是一种只有对发生概率的估计,或者是否是确定性,并且可能是潜在可预测的过程。

卡尔特的地震医生研究了十年’这个所谓的价值“slow-slip events,”这导致了普通地震如普通地震,但在太平洋西北地区的Cascadia地区只产生勉强可感知的震颤。他们的分析表明,这种特殊类型的地震事件是确定性的,并且可能是预先预测的日子甚至是周数。

关于这项工作的论文已在期刊上发表  科学   概况  on July 1.

“确定性混沌系统,尽管名称,有一些可预测性。本研究表明,概念证明,以表明自然规模的摩擦表现类似于混沌系统,因此具有一定程度的可预测性,”adriano gualandi说,纸上的领导和通讯作者。 Gualandi是Jean-Philippe Avouac实验室的博士学位学者,该研究的地质和机械和土木工程教授,同时研究了这项研究。 Gualandi和Avouac与Sylvain Michel合作,他们在这个项目上工作,作为Caltech的研究生,并在法国的Institut Pierre Simon Laplace的Davide Faranda进行了研究。

在二十年前,地球科学家首次通过地球科学追踪地球中的难以察觉的速度使用全球定位系统(GPS)技术,速滑事件是速度。当构造板彼此难以达到速度的速度速度越慢,就像慢动作中的地震一样发生。在几周内发生的慢速速度事件可能会将相同数量的能量释放为单分钟的7.0次地震。然而,由于这些Quabes释放能量如此缓慢,因此它们导致表面的变形是毫米的等级,尽管影响了数千千平方公里的区域。

因此,仅当GPS技术精制到它可以跟踪那些非常微观的班次时,才发现慢滑事件。每一个故障也不会发生慢滑移事件;到目前为止,他们只在少数几个地点发现,包括太平洋西北,日本,墨西哥和新西兰。

缓释事件对于研究人员来说是有用的,因为它们经常积累和重新卡,可以研究如何沿着故障进行应变载荷和发布。在10年期间,10幅度7.0或更大的慢速地震可能沿着给定的故障发生。相比之下,该幅度的大多数常规地震仅在数百年的阶数重新加入。由于这次在常规大地震和数百年前缺乏乐器记录之间延迟,因此无法与最近的事件精确比较。

GPS站揭示了Cascadia下面的活动,海底在北美的海底滑动。板界面锁定在浅深度(阴影区域),但我们看到重复的慢速速度事件(蓝色),解压缩板接口,产生震颤(黑点)。

尽管他们的名字,缓慢的活动提供了地震学家的方式“fast-forward”关于驱动地震的装载/滑动过程。在大约10年的短时间内,使用最先进的GPS设备的地震师可以观察到循环自身重复几次。

慢速事件代表着名所谓的“强制非线性动力系统。”构造板的运动是驱动系统的力,而板之间的摩擦,这导致压力增加,然后最终在滑动事件中释放,使得系统非线性;在非线性系统中,输出的变化与输入的变化不成比例。尽管可以使用完全确定性微分方程建模运动和摩擦,但系统的起始条件 - 故障已经存在了多少菌株 - 例如 - 对长期结果产生重大影响。不知道那些确切的起始条件是整个系统在长期运行中无法预测的可能原因之一。然而,对故障滑动历史的检查可以揭示多久和时间相似的模式随时间重复的频率。通过这种方式,该团队能够评估缓冲事件的可预测性地平线时间。

“这结果非常令人鼓舞,” Gualandi says. “它表明我们在正确的轨道上,如果我们设法获得更精确的数据,我们可以尝试一些实时预测实验进行缓慢地震。”

Gualandi将对当前预测天气预报的科学的潜在预测,这也涉及关于复杂,混沌过程的预测(并且在一周左右的准确性上类似地脱落)。“我们已经知道大约每12到14个月都会有一个新的缓慢地震,但我们什么时候不知道它会发生。我们所表明的是,似乎有可能在发生之前的情况前几天何时妨碍,类似于天气可以预测的天气会提前准确地预测。”

一个关键问题是慢滑Quakes的调查结果是否可以转化为摇动城市和危害的常规地震。去年Michel,Avouac和Gualandi报告了证据 慢速地震是一个很好的模拟 为他们更具破坏性的表兄弟。

“如果是比喻我们’在慢地震和常规地震之间进行绘制是正确的,然后常规地震是可预测的,” Avouac says. “但即使常规地震是决定性的,即使是确定性的,可预测性地平线也可能非常短,可能是大约几秒钟的顺序,这可能是有限的效用。我们不’t know yet.”

本文标题为“可预测的慢地震混乱。”该研究由国家科学基金会资助。



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