door Jack Lee, American Geophysical Union
Een reeks aardbevingen en naschokken schudde het Ridgecrest-gebied in Zuid-Californië in 2019. Gedistribueerde akoestische detectie (DAS) met behulp van glasvezelkabels maakt beeldvorming onder het oppervlak met hoge resolutie mogelijk, wat de waargenomen versterking van aardbevingsschokken ter plaatse kan verklaren.
Hoeveel de grond beweegt tijdens een aardbeving hangt sterk af van de eigenschappen van gesteente en grond net onder het aardoppervlak. Modelleringsstudies suggereren dat het schudden van de grond wordt versterkt in sedimentaire bekkens, waar zich vaak bevolkte stedelijke gebieden bevinden. Het in beeld brengen van de structuur nabij het oppervlak rond stedelijke gebieden met hoge resolutie was echter een uitdaging.
Yang et al. hebben een nieuwe aanpak ontwikkeld om gedistribueerde akoestische detectie (DAS) te gebruiken om een beeld met hoge resolutie van de structuur nabij het oppervlak te construeren. DAS is een opkomende techniek die bestaande kan transformerenglasvezelkabelsin seismische arrays. Door veranderingen te volgen in de manier waarop lichtpulsen zich verspreiden terwijl ze door de kabel reizen, kunnen wetenschappers kleine spanningsveranderingen berekenen in het materiaal rondom de vezel. Naast het registreren van aardbevingen is DAS nuttig gebleken in een verscheidenheid aan toepassingen, zoals het benoemen van de luidste fanfare tijdens de Rose Parade van 2020 en het blootleggen van dramatische veranderingen in het autoverkeer tijdens COVID-19-bevelen om thuis te blijven.
Eerdere onderzoekers hebben een stuk glasvezel van 10 kilometer hergebruikt om naschokken te detecteren na de aardbeving in Ridgecrest met een kracht van 7,1 in Californië in juli 2019. Hun DAS-array detecteerde ongeveer zes keer zoveel kleine naschokken als conventionele sensoren gedurende een periode van drie maanden.
In de nieuwe studie analyseerden de onderzoekers continue seismische gegevens geproduceerd door verkeer. Dankzij de DAS-gegevens kon het team een schuifsnelheidsmodel aan het oppervlak ontwikkelen met een subkilometerresolutie die twee ordes van grootte hoger was dan bij typische modellen. Dit model onthulde dat langs de lengte van de vezel plaatsen waar naschokken meer grondbeweging veroorzaakten, over het algemeen overeenkwamen met plaatsen waar de schuifsnelheid lager was.
Een dergelijke nauwkeurige mapping van seismische gevaren zou het beheer van stedelijke seismische risico's kunnen verbeteren, vooral in steden waar mogelijk al glasvezelnetwerken aanwezig zijn, suggereren de auteurs.
Posttijd: 03 juni 2019