地球和环境

地震预测新技术:南开谷,日本

Yusuke Yokota博士和东京大学的同事正在开发所谓的GNSS-A技术,它将卫星定位技术(GNSS)和声学定位技术(A)结合在一起,以创造对海底位置的精确观察。这显着促进了地震和地震防灾。横却博士目前正在专注于观察所谓的慢速滑动事件,其中板边界存在慢的地壳变形,并且该团队计划培养不断监控板边界条件的能力。还有可能在相对较小的规模上观察海洋现象,下到公里。

菲律宾海底板和阿穆尔板之间的南开槽俯冲区一直是许多Interplate Megathrust地震的部位 - 当一个构造板被迫沿着它们收敛的点而被迫沿着另一个构造板被迫,称为推力故障。预测表明,该区域的下一个地震将在不久的将来发生,因此需要监控系统来解释代码板边界条件并尝试和预测可能发生这种情况。Megathrust地震是由累积的Interopt Slip赤字驱动 - 因此,历史迈克基克斯认为在Interplate边界上具有高的滑移缺陷率(SDR)。因此,了解该区域中SDR的分布是预测未来地震和海啸规模的关键。以前试图创建SDR的映射的地理位置研究受到观察网络仅限于土地地区的事实,因此没有捕获海底的完整局面。

一种新的测量方法
横田博士和他的团队以及前辈们花了20年的时间开发了一种获取整个区域海底大地测量信息的新方法。这项工作的重点是使用联合全球导航卫星系统(GNSS;例如,全球定位系统)和声学测距技术。自2000年以来,观测的定位精度和频率都有所提高,其标准在全球名列前茅。日本地理空间信息当局建立了密集的GNSS观测网络GEONET,该网络探测到板块间地震周期和板块间边界的各种慢滑事件。利用电磁波的卫星大地测量可以精确地确定地球与卫星的距离(陆上),但由于电磁波被海水散射和吸收,无法精确地确定海底的位置。GNSS-A技术将卫星无线电波数据与从海底测量的声学数据结合起来。南开海槽、相模海槽和日本海沟的海底大地观测网自2000年以来一直在建设中。测量用的是测量船。

GNSS-A系统可以让我们更好地了解板块边界正在发生什么。

[Interplate Megathrust地震]是在日本西南部的南开谷的不久的将来预测。

观测系统
Nankai Trough中有超过15个观察网站:在2011年Tohoku-oki地震之前建立了六个,其他人随后部署,以便制作SDR分布的完整图景。观察系统由具有多个声学镜转发器的海底单元(用于接收和发射声信号的装置),以及具有声学换能器的海面单元(用于将声信号转换为电信号的装置),GNSS天线 -接收器和动态运动传感器,测量调查船的姿态(倾斜)。海面设备位于调查船上。还测量了GNSS天线的位置。表面声学换能器与每个海底应答器之间的距离由声学测距确定:即海底转发器从海面换能器接收声学信号并将它们送回,测量声信号的总行程时间。组合了数百到几千个声信号的数据,研究人员然后组合有关海面换能器位置和行程时间的信息,以确定海底转发器的位置。

为了提高测量精度,从2008年开始,GNSS- a测量系统一直安装在观测船上,声波换能器安装在船体上,GNSS天线安装在主桅杆顶部。现在,测量可以在船只航行时进行,将收集观测数据的时间从2-4天缩短到16-24小时。

GNSS-A系统。

观察地震监测海底结构
志可力的时期数据揭示了菲律宾海底在阿穆尔板下的俯冲产生的海底速度。数据用于通过与陆上地理群数据的协作获得SDR分布 - 这比单独的陆上数据的结果更好,无法解析海上Interplate边界。横根博士及其团队的数据能够透露最先前未知的海底地区,除了南开槽直接毗邻的一些地区。

我们的调查结果为南开槽俯冲区推断出地震情景和口译研究提供了信息。

进一步的分析表明,研究的三个地区具有非常低频率的地震(所谓的VLFE)活性:这些是具有低SDR值的区域,证实低SDR与VLFE活动相关联。在以前的观察研究中也预测了这种关系。这种关系可能来自孔隙流体压力升高(岩石内颗粒之间的间隙中包含的流体的压力)和复杂的裂缝网络。

测量是从海面到海底的监测站进行的。

还确定了两种高等级的SDR区,其中没有以前地震的历史记录。因此,它们具有累积的滑动缺陷,并且可以在沟槽轴附近驱动浅裂缝和海啸。然而,在高级SDR区之间观察到的下部SDR区可以调节地震动态,如1944年在低级地震中停止的1944型Tonankai地震发生。研究人员旨在继续监测该地区,以调查Interopl SDR分布是否随时间变化。将在近期报告SDR时间变化(或长期慢速滑动事件)的检测。他们还计划在未来几十年中评估该地区地区地壳变形的任何长期变化。

动作中的系统。照片由日本海岸警卫队的水文和海洋厅。

该技术有哪些其他应用程序?
研究小组还将这种测量技术应用到海洋研究中。物理海洋学家利用观测和计算机模型研究洋流和水流。温度和盐度经常被观察或模拟,以帮助我们理解海洋的过程。目前,测量通常是通过卫星进行的,或者是通过被称为ARGO浮标的浮标进行观测。横田博士和他的团队利用他们的测量技术,粗略地计算了从海面到海底的声速剖面,以研究海水的特性。声音在水中的速度随水温、盐度和压力(深度)的增加而增加。因此,每个深度的声速都可以用来帮助创建海水特性的剖面,以供研究之用。横田博士和他的团队创建了这样一个剖面,并比较了现有的测量技术的结果,表明GNSS-A可以用来测量电流流动路径。它揭示了洋流的水下结构,而卫星观测只显示了表面情况。该组织的持续监测系统计划将意味着洋流可以被观察到,这将为海洋学以及地震科学和预测领域做出贡献。

个人反应

您认为该地区的大地震和海啸的预测是由于这种新数据的结果更容易吗?

在不久的将来,SDR随时间的变化和SSE的检测将会被报道。这要归功于技术的不断进步。如果能检测到时间的变化,就能知道地震前的详细状态,这将会带来很大的进步。但这仍然不够。这种观察不是实时的或连续的。需要进一步的技术发展,才能更详细地解释现象和板间边界条件,进行紧急观测,以及在地震前后立即进行防灾观测。

此功能文章是通过批准的研究团队特色而创建的。这是一个协作的生产,由特色辅助,全球分销提供支持。

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