Ученые развернули массив удаленных датчиков для отслеживания роя землетрясений в Американском Самоа

Сейсмологическое общество Америки, Олбани, Калифорния

Карта островов Мануа с местами Raspberry Shake (красные треугольники) и деревнями (черные квадраты), предоставляющими отчеты. Происхождение роя локализовано там, где пересекаются желтые и красные кольца:непосредственно под островом Тау или в море, к северу или к югу от него. (Изображение:Юн и др.)

С конца июля по октябрь 2022 года жители островов Мануа в Американском Самоа несколько раз в день чувствовали, как трясется земля, что вызывало опасения по поводу неминуемого извержения вулкана или цунами.

Каталог землетрясений в этом районе ничего не дал, потому что на островах не было сети сейсмического мониторинга, которая могла бы измерить тряску и помочь сейсмологам в поисках источника роя землетрясений.

Но жители островов Тау, Офу и Олосега нуждались в ответах, поэтому Клара Юн из Геологической службы США и ее коллеги нашли другой способ заполнить сейсмические пробелы. Они использовали машинное обучение и метод, называемый сопоставлением шаблонов, на основе данных сотрясений, записанных с одного сейсмического датчика, расположенного в 250 километрах от роя Американского Самоа.

Они отслеживали рой, используя эти данные с одной станции в сочетании с отчетами местных жителей, пока в августе и сентябре 2022 года в Американском Самоа не были установлены местные постоянные сейсмические станции.

Рой неизвергающихся вулканических землетрясений начался в июле 2022 года примерно в 15 километрах от берега острова Тау. Вулканические острова Самоа возникли в результате движения Тихоокеанской тектонической плиты над горячей точкой в южной части Тихого океана.

Сообщения местных жителей о частых трясках, происходящих несколько раз в день по несколько секунд, поначалу были единственной информацией о рое. «Когда начались землетрясения, в Американском Самоа не было инструментального геофизического мониторинга, поэтому даже базовой информации об источнике землетрясений — с последствиями для принятия экстренных решений и общественной безопасности — не существовало», — сказал Юн.

Чтобы исправить это, исследователи обратились к удаленной сейсмической станции на Уполу, Самоа, входящей в Глобальную сейсмографическую сеть, данные которой можно загрузить практически в реальном времени через центр обработки данных EarthScope, сказал Юн.

Однако сейсмический сигнал роя землетрясений в Американском Самоа было трудно обнаружить на удаленной станции, поэтому Юн и его коллеги использовали модель глубокого обучения под названием EQTransformer, а также метод сопоставления шаблонов, чтобы выделить эти крошечные землетрясения на шумном сейсмическом фоне.

«EQTransformer обнаружил множество землетрясений в местах, соответствующих восточно-Американскому Самоа, самое крупное из которых совпадало со временем сообщений о землетрясениях», — сказал Юн. «Эти отчеты, предоставленные местными жителями Национальной метеорологической службе, стали важным источником данных о землетрясениях и вселили в нас уверенность в том, что события, обнаруженные EQTransformer, на самом деле были теми же землетрясениями, которые ощущало местное население».

С помощью этого нового каталога землетрясений для этого события исследователи смогли охарактеризовать начало и пик активности роя. Портативные и недорогие датчики Raspberry Shake, развернутые в августе 2022 года, помогли быстро определить местонахождение роя. Исследователи пришли к выводу, что рой прекратился в октябре 2022 года без извержения, но, скорее всего, был связан с движением вулканической магмы.

Юн сказал, что такой подход, как их метод с одной станцией, может быть полезен в других местах по всему миру, где постоянный сейсмический мониторинг редок и сейсмическая опасность плохо изучена, например, в прибрежных регионах с потенциалом цунами или землетрясениями внутри тектонической плиты. Она добавила, что крупнейшее землетрясение в районе Американского Самоа имело магнитуду 4,5, что делает маловероятным его обнаружение глобальными сейсмическими сетями.

«Если бы никто не жил поблизости и не сообщал о частых трясках, этот рой в Американском Самоа мог бы остаться совершенно незамеченным», — сказал Юн. «Многие неизвестные сейсмические источники и явления ждут своего открытия, возможно, благодаря будущим крупномасштабным комплексным применениям подходов глубокого обучения в сейсмологии».

Для получения дополнительной информации свяжитесь с Сейсмологическим обществом Америки по адресу:Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра у вас должен быть включен JavaScript.