Міський масив геофонів пропонує новий погляд на басейн Лос-Анджелеса

1 серпня 2018 р. - Використовуючи масив геофонів розміром з каву, розміщених близько місяця на подвір’ях, полях для гольфу та громадських парках, дослідники зібрали достатньо даних, щоб дозволити їм скласти карту глибини та форми осадових басейнів Сан-Габріель та Сан-Бернардіно. Лос-Анджелес, Каліфорнія.

Сейсмологи вважають, що ці осадові басейни можуть діяти "хвилеводом", щоб сфокусувати і затримати енергію від землетрусу на південному розломі Сан-Андреаса, тому розуміння їх структури важливо, щоб допомогти передбачити, наскільки добре вони можуть направити енергію від такого землетрусу в центр Лос-Анджелеса .

Дослідницька група, очолювана Патрісією Персо з Університету штату Луїзіана та Робертом Клейтоном з Каліфорнійського технологічного інституту, змогла детально скласти карти двох басейнів, ніж попередні дослідження, згідно з їх звітом у Seismological Research Letters. Вони показують, що басейн Сан-Габріель глибший за басейн Сан-Бернардіно і що басейн Сан-Бернардіно має неправильну форму. Персо та його колеги також виявили ознаки глибоких зсувів у шарах земної кори, які можуть бути пов'язані з двома розломами - розломами Червоної Гірки та Раймонда -, які раніше були нанесені на карту в сусідніх районах на поверхні.

Патрісія Персо та Маккензі Вутен, студентка CalTech, розміщують вузол у передньому дворі резиденції в Лос-Анджелесі. / Патрісія Персо

"Поки що рано говорити про те, як наші результати змінять уявлення про здатність цих басейнів направляти сейсмічну енергію", - сказав Персо. "Однак ми збираємо більше даних в районі, які будуть використані для подальшого вдосконалення структури басейну".

Геофони - це прилади, які перетворюють швидкість руху землі у напругу, яка може бути використана для визначення геометрії структур під земною поверхнею. Для візуалізації деталей структури осадового басейну потрібна велика кількість сейсмічних станцій, розташованих близько, щоб вловити важливі зміни в структурі латерально через басейн. Геофонні масиви пропонують недорогий і здійсненний спосіб збору цих даних у густонаселеному міському районі, порівняно з ускладненнями та витратами на розміщення широкосмугових сейсмометрів, зазначив Персо.

Кожен із 202 вузлів, розгорнутих у дослідженні, у три лінії, що охоплюють північні басейни, має розмір приблизно як кавова банка. "Вони важать близько шести фунтів і мають в одному контейнері реєстратор даних, акумулятор і реєстратор", - пояснив Персо. “Щоб помістити їх у землю, ми викопуємо невеликий отвір, який дозволить вузлам покрити приблизно два дюйми ґрунту, як тільки вони надійно посадяться. Більшість жителів району Лос-Анджелеса кажуть нам розміщувати їх куди завгодно, деякі навіть допомагають нам копати нори; тому ми вибираємо місце у їхніх дворах і приблизно через п’ять хвилин у нас є вузол на місці та запис ».

У більшості випадків власники нерухомості були "надзвичайно доброзичливими та привітними" під час поточного дослідження, сказав Персо. “Що цікаво, коли ми отримали позитивну відповідь, це було майже негайно. Мешканці Лос-Анджелеса дуже добре знають про підвищену сейсмічну небезпеку в цьому регіоні, і їм часто цікаво про наше дослідження та вузли, і вони хочуть дізнатись більше. Деякі пропонують поширити інформацію про наше дослідження через соціальні мережі та заохотити своїх друзів та сусідів також взяти участь ".

Вузли збирали дані безперервно протягом 35 днів. У цей час вони виявили рух землі від 6 балів та сильніші землетруси, що сталися за тисячі кілометрів від Лос-Анджелеса. Дані сейсмічної форми хвилі від цих телесейсмічних землетрусів можуть бути використані з методом, який називається технікою приймальної функції, для відображення товщини кори та неглибоких структур земної кори під сейсмічною станцією. Дослідники дійшли висновку, що функції приймача, розраховані за вузловими масивами, подібні до функцій, розрахованих за широкосмуговими даними, але вузловий масив пропонує більш високу роздільну здатність до структур земної кори, таких як межа між земною корою та мантією, а також межа між осадками та фундаментна порода через басейни.

Цього літа дослідницька група повернулася в Каліфорнію, розміщуючи вузли "за новими лініями, які призначені для заповнення будь-яких областей, де може відбутися зміна форми басейну", сказав Персо. "Ми щойно розгорнули три нові профілі, а потім зведемо результати з усіх наших профілів, щоб створити оновлену структурну модель для басейнів".


Час публікації: вересень-02-2020