Городская геофоническая система открывает новый взгляд на бассейн Лос-Анджелеса

1 августа 2018 г. - Используя массив геофонов размером с кофейную банку, развернутый примерно на месяц на задних дворах, на полях для гольфа и в общественных парках, исследователи собрали достаточно данных, чтобы нанести на карту глубину и форму осадочных бассейнов Сан-Габриэль и Сан-Бернардино. Лос-Анджелес, Калифорния.

Сейсмологи считают, что эти осадочные бассейны могут действовать как «волновод», чтобы фокусировать и улавливать энергию землетрясения на юге разлома Сан-Андреас, поэтому понимание их структуры важно для предсказания того, насколько хорошо они могут направить энергию от такого землетрясения в центр Лос-Анджелеса. .

Согласно их отчету, опубликованному в Seismological Research Letters, исследовательская группа, возглавляемая Патрисией Персод из Университета штата Луизиана и Робертом Клейтоном из Калифорнийского технологического института, смогла нанести на карту два бассейна более подробно, чем предыдущие исследования. Они показывают, что бассейн Сан-Габриэль глубже бассейна Сан-Бернардино и что бассейн Сан-Бернардино имеет неправильную форму. Персо и его коллеги также обнаружили признаки глубоких сдвигов в слоях земной коры, которые могут быть связаны с двумя разломами - разломами Ред-Хилл и Раймонд, - которые ранее были нанесены на карту в близлежащих областях на поверхности.

Патрисия Персо и Маккензи Вутен, студентка Калифорнийского технологического института, устанавливают узел во дворе резиденции в Лос-Анджелесе. / Патрисия Персо

«В настоящее время еще слишком рано говорить, как наши результаты повлияют на то, как мы можем думать о способности этих бассейнов направлять сейсмическую энергию», - сказал Персо. «Однако мы собираем больше данных в этой области, которые будут использоваться для дальнейшего уточнения структуры бассейна».

Геофоны - это инструменты, которые преобразуют скорость движения грунта в напряжение, которое можно использовать для определения геометрии структур под поверхностью земли. Для визуализации деталей структуры осадочного бассейна требуется большое количество сейсмических станций, которые расположены близко друг к другу, чтобы фиксировать важные изменения в структуре по горизонтали бассейна. По словам Персо, массивы геофонов предлагают недорогой и реальный способ сбора этих данных в густонаселенной городской местности по сравнению со сложностями и расходами, связанными с развертыванием широкополосных сейсмометров.

Каждый из 202 узлов, развернутых в исследовании, в трех линиях, охватывающих северные бассейны, размером с банку из-под кофе. «Они весят около шести фунтов и имеют регистратор данных, батарею и регистратор в одном контейнере», - пояснил Персо. «Чтобы поместить их в землю, мы выкапываем небольшую ямку, которая позволит покрыть узлы примерно двумя дюймами почвы после того, как они будут прочно посажены. Большинство жителей Лос-Анджелеса говорят нам ставить их там, где мы хотим, а некоторые даже помогают рыть ямы; поэтому мы выбираем участок в их дворе, и примерно через пять минут мы устанавливаем узел и записываем ».

По словам Персо, в большинстве случаев владельцы недвижимости были «чрезвычайно дружелюбны и любезны» во время текущего исследования. «Что интересно, когда мы получили положительный ответ, он последовал практически сразу. Жители Лос-Анджелеса очень хорошо осведомлены о повышенной сейсмической опасности в этом регионе, и часто интересуются нашим исследованием и узлами, и они хотят узнать больше. Некоторые предлагают распространить информацию о нашем исследовании через социальные сети и поощряют своих друзей и соседей к участию ».

Узлы собирали данные непрерывно в течение 35 дней. За это время они зафиксировали движение земли от землетрясений магнитудой 6 и более сильных, произошедших за тысячи километров от Лос-Анджелеса. Данные о форме сейсмических волн от этих телесейсмических землетрясений можно использовать с методом, называемым приемной функцией, для картирования толщины земной коры и мелководных структур земной коры под сейсмической станцией. Исследователи пришли к выводу, что функции приемника, рассчитанные на основе узловых массивов, аналогичны функциям, вычисленным на основе широкополосных данных, но узловой массив предлагает более высокое разрешение взгляда на структуры земной коры, такие как граница между земной корой и мантией и граница раздела между осадками и осадками. скала фундамента через бассейны.

Этим летом исследовательская группа вернулась в Калифорнию, разместив узлы «вдоль новых линий, которые предназначены для заполнения любых областей, где может произойти изменение формы бассейна», - сказал Персо. «Мы только что развернули три новых профиля и затем скомпилируем результаты всех наших профилей для создания обновленной структурной модели бассейнов».


Время публикации: сентябрь-02-2020