Urban Geophone Array oferuje nowe spojrzenie na basen Los Angeles

1 sierpnia 2018 r. - Korzystając z szeregu geofonów wielkości puszki po kawie, rozmieszczonych przez około miesiąc na podwórkach, polach golfowych i parkach publicznych, naukowcy zebrali wystarczającą ilość danych, aby umożliwić im mapowanie głębokości i kształtu basenów sedymentacyjnych San Gabriel i San Bernardino Los Angeles w Kalifornii.

Sejsmolodzy uważają, że te baseny osadowe mogą działać jak „falowód”, skupiając i zatrzymując energię pochodzącą z trzęsienia ziemi na południowym uskoku San Andreas, więc zrozumienie ich struktury jest ważne, aby pomóc przewidzieć, jak dobrze mogą one kierować energię z takiego trzęsienia ziemi do centrum Los Angeles .

Zespół badawczy, kierowany przez Patricię Persaud z Louisiana State University i Roberta Claytona z California Institute of Technology, był w stanie zmapować te dwa baseny bardziej szczegółowo niż poprzednie badania, zgodnie z raportem w Seismological Research Letters. Pokazują, że dorzecze San Gabriel jest głębsze niż dorzecze San Bernardino i że dorzecze San Bernardino ma nieregularny kształt. Persaud i współpracownicy odkryli również oznaki głębokich przesunięć w warstwach skorupy ziemskiej, które mogą być związane z dwoma uskokami - uskokami Red Hill i Raymond - które zostały wcześniej zmapowane w pobliskich obszarach na powierzchni.

Patricia Persaud i Mackenzie Wooten, studentka CalTech, rozmieszczają węzeł na podwórku rezydencji w Los Angeles. / Patricia Persaud

„Obecnie jest za wcześnie, aby powiedzieć, jak nasze wyniki zmienią sposób myślenia o zdolności tych basenów do kierowania energii sejsmicznej” - powiedział Persaud. „Jednak zbieramy więcej danych z obszaru, które posłużą do dalszego udoskonalenia struktury basenu”.

Geofony to instrumenty przekształcające prędkość ruchu ziemi na napięcie, które można wykorzystać do określenia geometrii struktur pod powierzchnią ziemi. Wizualizacja szczegółów struktury basenu sedymentacyjnego wymaga dużej liczby stacji sejsmicznych, które są rozmieszczone w niewielkich odstępach w celu uchwycenia ważnych zmian w strukturze w poprzek basenu. Macierze geofonów oferują niedrogi i wykonalny sposób gromadzenia tych danych w gęsto zaludnionym obszarze miejskim, w porównaniu z komplikacjami i kosztami rozmieszczenia sejsmometrów szerokopasmowych, zauważył Persaud.

Każdy z 202 węzłów rozmieszczonych w badaniu, w trzech liniach obejmujących północne baseny, jest mniej więcej wielkości puszki po kawie. „Ważą około sześciu funtów i mają rejestrator danych, baterię i rejestrator w jednym pojemniku” - wyjaśnił Persaud. „Aby umieścić je w ziemi, wykopujemy mały otwór, który pozwoli na pokrycie węzłów około dwóch cali gleby, gdy zostaną mocno posadzone. Większość mieszkańców Los Angeles mówi nam, żebyśmy je umieszczali tam, gdzie chcemy, niektórzy nawet pomagają nam kopać dziury; więc wybieramy miejsce na ich podwórkach i za około pięć minut mamy węzeł na miejscu i nagrywamy ”.

Persaud powiedział, że w większości przypadków właściciele nieruchomości byli „wyjątkowo przyjaźni i gościnni” podczas obecnego badania. „Co ciekawe, kiedy otrzymaliśmy pozytywną odpowiedź, było to prawie natychmiastowe. Mieszkańcy Los Angeles są bardzo świadomi podwyższonego zagrożenia sejsmicznego w tym regionie i często są ciekawi naszych badań i węzłów, i chcą dowiedzieć się więcej. Niektórzy proponują rozpowszechnianie informacji o naszym badaniu za pośrednictwem mediów społecznościowych i zachęcanie do udziału swoich przyjaciół i sąsiadów ”.

Węzły gromadziły dane nieprzerwanie przez 35 dni. W tym czasie wykryli ruch ziemi w trzęsieniach ziemi o sile 6 i większych, które miały miejsce tysiące kilometrów od Los Angeles. Dane fal sejsmicznych z tych teleejsmicznych trzęsień ziemi można wykorzystać w metodzie zwanej techniką funkcji odbiornika do odwzorowania grubości skorupy i płytkich struktur skorupy poniżej stacji sejsmicznej. Funkcje odbiornika obliczone na podstawie tablic węzłowych są podobne do funkcji obliczonych na podstawie danych szerokopasmowych, podsumowali naukowcy, ale tablica węzłowa oferuje spojrzenie w wyższej rozdzielczości na struktury skorupy ziemskiej, takie jak granica między skorupą ziemską a płaszczem oraz interfejs między osadami i skała piwnicy w poprzek basenów.

Tego lata zespół badawczy wrócił do Kalifornii, umieszczając węzły „wzdłuż nowych linii, które mają wypełnić wszystkie obszary, w których może nastąpić zmiana kształtu basenu” - powiedział Persaud. „Właśnie wdrożyliśmy trzy nowe profile, a następnie skompilujemy wyniki ze wszystkich naszych profili, aby stworzyć zaktualizowany model strukturalny dla basenów”.


Czas postu: Wrz-02-2020