przez Jacka Lee z Amerykańskiej Unii Geofizycznej
Seria trzęsień ziemi i wstrząsów wtórnych wstrząsnęła obszarem Ridgecrest w południowej Kalifornii w 2019 r. Rozproszona detekcja akustyczna (DAS) przy użyciu kabli światłowodowych umożliwia obrazowanie podpowierzchniowe w wysokiej rozdzielczości, co może wyjaśnić obserwowane w miejscu wzmocnienie trzęsień ziemi.
To, jak bardzo ziemia porusza się podczas trzęsienia ziemi, silnie zależy od właściwości skał i gleby tuż pod powierzchnią Ziemi. Badania modelowe sugerują, że wstrząsy gruntu są wzmocnione w basenach sedymentacyjnych, na których często znajdują się zaludnione obszary miejskie. Jednakże obrazowanie struktury przypowierzchniowej wokół obszarów miejskich w wysokiej rozdzielczości stanowiło wyzwanie.
Yang i in. opracowali nowe podejście polegające na wykorzystaniu rozproszonej detekcji akustycznej (DAS) do skonstruowania obrazu o wysokiej rozdzielczości struktury przypowierzchniowej. DAS to nowa technika, która może przekształcić istniejącąkable światłowodowew układy sejsmiczne. Monitorując zmiany w rozpraszaniu impulsów świetlnych podczas podróży przez kabel, naukowcy mogą obliczyć niewielkie zmiany odkształceń w materiale otaczającym światłowód. Oprócz rejestrowania trzęsień ziemi, DAS okazał się przydatny w różnych zastosowaniach, takich jak wyznaczanie najgłośniejszego zespołu marszowego podczas Parady Róż 2020 i odkrywanie dramatycznych zmian w ruchu kołowym w związku z nakazami pozostania w domu w związku z pandemią COVID-19.
Wcześniejsi badacze ponownie wykorzystali 10-kilometrowy odcinek światłowodu do wykrywania wstrząsów wtórnych po trzęsieniu ziemi o magnitudzie 7,1 w Ridgecrest w Kalifornii w lipcu 2019 r. Układ DAS wykrył około sześć razy więcej małych wstrząsów wtórnych niż konwencjonalne czujniki w ciągu 3 miesięcy.
W nowym badaniu naukowcy przeanalizowali ciągłe dane sejsmiczne generowane przez ruch uliczny. Dane DAS umożliwiły zespołowi opracowanie modelu prędkości ścinania przypowierzchniowego z rozdzielczością subkilometrową o dwa rzędy wielkości większą niż w typowych modelach. Model ten ujawnił, że na całej długości włókna miejsca, w których wstrząsy wtórne powodują większy ruch podłoża, zazwyczaj odpowiadają miejscom, w których prędkość ścinania jest mniejsza.
Autorzy sugerują, że takie szczegółowe mapy zagrożeń sejsmicznych mogłyby usprawnić zarządzanie ryzykiem sejsmicznym w miastach, szczególnie w miastach, w których mogą już istnieć sieci światłowodowe.
Czas publikacji: 3 czerwca 2019 r