加州理工学院地震学家们用相当于精密齿梳的科学方法，仔细研究了南加州10年来的地震数据，发现2008年至2017年间发生近200万次此前未被确认的小地震。
于2019年4月18日《科学》(Science)上发表了他们的研究成果，将该地区和这段时间的地震目录扩大了10倍，从约18万次有记录的地震增加到181多万次。新数据显示，南加州每天大约发生495次地震，平均间隔约3分钟，而以前的地震编目显示，两次地震之间大约需要30分钟。
记录在案的地震数量增加了10倍，这是对2.0级至1.7级之间的微小地震分类，这是由于广泛应用了通常只在小规模使用的密集型识别技术而得以实现。这些地震非常小，很难在地震数据中出现的背景噪音中被发现，比如来自汽车交通或建筑施工的震动。加州理工学院(Caltech)地球物理学助理教授，该研究的主要作者、地球物理学博士后扎卡里•罗斯(Zachary Ross)表示：我们并不是不知道这些小地震正在发生。问题是，在所有噪音中，它们很难被发现。
罗斯与加州理工学院地球物理学研究教授Egill Hauksson、洛斯阿拉莫斯国家实验室的Daniel Trugman和加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的Peter Shearer合作。为了克服低信噪比的问题，研究小组采用了一种被称为“模板匹配”的技术。在这种技术中，稍微大一点、更容易识别的地震被用作模板，以说明给定位置的地震信号通常应该是什么样。当找到一个可能与之匹配的波形时，研究人员就会扫描附近地震仪的记录，看看地震信号是否在其他地方被记录下来，并能得到独立的验证。
研究人员称，模板匹配在地震检波器间隔较近的地区效果最好，因为地震事件通常只与半径在1至2英里范围内的其他地震相互关联。此外，由于该过程是计算密集型的，所以在过去它仅限于更小的数据集。在目前的工作中，研究人员依靠200个强大的图形处理单元(gpu)连续工作数周来扫描目录、探测新地震并验证他们的发现。这些发现是值得努力的，沿着一条断层的地震活动会影响断层及其周围的地震，而这幅新近绘制出来的南加州地震活动图片，将让我们对其如何运作有新的认识。
扩展地震目录揭示了以前未被发现大地震前的前震以及地震群演化。更丰富的数据集将使科学家更清楚地了解地震事件如何影响和移动该地区。扎克·罗斯和同事们的进步已经从根本上改变了我们在密集地震网络中探测地震的方式，就像加州理工学院与美国地质调查局合作的那样，地震实验室主任Michael Gurnis和地球物理学教授John E.和Hazel S. Smits说：打开了一扇新的窗户，让我们能够看到数以百万计以前从未见过的地震，这改变了我们描述大地震前后发生事情的能力。
地震遵循众所周知的幂律大小关系，较小事件比较大的事件发生频率高得多。因此，地震目录主要由小地震构成，但仍然缺少大量由信号保真度问题引起的更小事件。为了克服这些局限性，科学家将模板匹配检测技术应用于南加州区域地震台网的整个波形档案。这一努力产生了181万次地震目录，增加了10倍，这为深入研究断层带的几何结构、前震行为和成核过程以及地震触发机制提供了重要新见解，这类目录中所解决的特殊细节将有助于新一代的地震和断层分析。
网友评论