كثير من الناس في كاليفورنيا قلقون بشأن "الكبير" القادم. إنهم يشيرون إلى زلزال قوي بما يكفي لإحداث أضرار واسعة النطاق. لكن الزلازل الصغيرة غير المكتشفة تدق في جنوب كاليفورنيا طوال الوقت. وجدت دراسة جديدة أنه كان هناك الملايين منهم في العقد الماضي وحده. قد تؤدي البيانات المتعلقة بهذه الزلازل "الخفية" إلى زعزعة ما يعرفه العلماء عن كيفية تطور الهزات الأرضية وتفاعلها.
قام الباحثون في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا بالتنقيب في أرشيف موجود من بيانات الزلزال. سجلت أجهزة قياس الزلازل وغيرها من الأدوات البيانات من عام 2008 إلى عام 2017. استخدم الباحثون تقنية تسمى مطابقة القالب. سمح لهم ذلك بتحديد الزلازل التي كانت صغيرة جدًا في السابق بحيث لا يمكن التقاطها من ضوضاء الخلفية. وقد أتت جهودهم ثمارها.
عززت النتائج عدد الزلازل في أرشيف شبكة الزلازل في جنوب كاليفورنيا إلى 1.8 مليون. هذا 10 مرات أكثر مما تم تحديده سابقا. أبلغ الفريق عن الرقم الجديد عبر الإنترنت في 18 أبريل العلوم .
ستساعد كل هذه البيانات الجديدة الباحثين في مجال الزلازل على طرح أسئلة لم يتمكنوا من طرحها من قبل ، كما تقول إميلي برودسكي. هي عالمة زلازل في جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز ، ولم تشارك في الدراسة الجديدة. يمكن للعلماء استخدام الإحصائيات ، على سبيل المثال ، لحساب ما إذا كان الفرق الملحوظ يرجع إلى الصدفة. لكن "لا يمكنك عمل إحصائيات بأعداد صغيرة" ، يوضح برودسكي
يقول العلماء:دلالة إحصائية
إنها تشبه الزلازل الصغيرة بذباب الفاكهة. كلاهما صغير ووفير. وهذا يجعلها مفيدة للعلم. يمكن أن تساعد التجمعات السكانية الكبيرة - سواء من ذباب الفاكهة أو الزلازل - في اكتشاف التأثير الحقيقي لما هو محض صدفة. يعتبر قول الفرق مشكلة مزمنة في دراسات الزلازل ، يلاحظ برودسكي.
لطالما اشتبه الباحثون في وجود الهزات الصغيرة. في عام 1944 ، لاحظ العلماء وجود علاقة غريبة بين مقادير الزلزال (القوة) والترددات (العدد). أي ، لكل وحدة زيادة في الحجم ، هناك عُشر من الزلازل. لذا فإن الغالبية العظمى ستكون صغيرة. صغيرة جدًا ، في الواقع ، لدرجة أن العديد منها في نهاية المطاف مختبئة بين مصادر الاهتزاز الأخرى التي تلتقطها أجهزة قياس الزلازل.
"هذه الآلات حساسة للغاية" ، يلاحظ زاكاري روس. مؤلف الدراسة ، وهو عالم زلازل في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا. تسجل المستشعرات الزلزالية نطاقًا واسعًا من الاهتزازات. وتشمل هذه الهزات بسبب البناء وحركة مرور المركبات والقطارات والحركة الجوية - حتى الضوضاء من أمواج المحيط التي تصطدم بالشاطئ. ويلاحظ أن جميعها تنتج موجات مماثلة في الحجم لتلك التي تسببها الزلازل الزلزالية الصغيرة جدًا.
التوفيق
حاول روس وزملاؤه فكرة تم اقتراحها لأول مرة منذ 15 عامًا. نموذج يطابق المنازل في أنماط لفصل إشارات الزلزال عن كل تلك الضوضاء.
تسجل أجهزة قياس الزلازل الزلازل والهزات الأخرى كخطوط متذبذبة. سلسلة من هذه تأتي من زلزال على خطأ معين يخلق نمطا. يمكن أن يكون مميزًا مثل بصمة الإصبع. وذلك لأن الموجات الزلزالية يتم تعديلها بطريقة معينة عن طريق الصخور التي تمر من خلالها تحت الأرض. يُطلق على نمط التذبذب الناتج شكل موجة . سيظهر زلزال آخر على نفس الصدع نفس الشكل الموجي - حتى لو كانت أكبر أو أصغر بكثير.
الشرح:الموجات الزلزالية لها "نكهات" مختلفة
استخدم العلماء لأول مرة بيانات من زلزال أكبر في منطقة صدع لتحديد نمط الصدع. ثم ، في التذبذبات الصغيرة ، "نبحث عن شيء له شكل موجة شبه متطابق" ، كما يقول روس. ساعد هذا النمط المطابق فريقه في العثور على إشارات للزلازل الصغيرة.
استخدمت الدراسات السابقة هذه التقنية بطريقة محدودة. على سبيل المثال ، تم استخدامه لرسم خريطة توابع الزلزال الصغيرة المتعلقة بزلزال كبير. هذه الدراسة الجديدة هي الأولى التي تستخدم هذه التقنية على نطاق أوسع. هنا ، تم تطبيقه على قاعدة بيانات كاملة للموجات الزلزالية الإقليمية.
تطلب المشروع قوة حوسبة مكثفة. واستغرق الأمر ثلاث سنوات. يقول روس إن المكافآت تستحق العناء. كتالوج فريقه الجديد يملأ الفجوات بين الزلازل الكبيرة. يمكن أن تربط هذه الروابط الأحداث التي ربما بدت في السابق غير ذات صلة.
يقول روس:"لقد بدأنا في استكمال القصة حول التفاعلات بين هذه الأحداث". يتضمن ذلك مراقبة كيف يمكن للزلازل أن تتجمع في جميع أنحاء المنطقة والوقت. يمكنهم أيضًا البدء في تحديد الهزات الصغيرة التي قد تحدث قبل وقوع زلزال أكبر. ومن هذا المنطلق ، كما يقول ، قد يكون العلماء قادرين على التعرف على فيزياء كيفية نشوء زلزال معين.
يلاحظ برودسكي أيضًا أن هذه البيانات يمكن أن تؤثر على الجهود المبذولة لربط الأنشطة البشرية بالزلازل. على سبيل المثال ، ضرب زلزال قوته 5.5 درجة بوهانج ، كوريا الجنوبية ، في عام 2017. في مارس ، حسبت لجنة بتكليف من الحكومة أن الزلزال نتج عن المياه المحقونة تحت الأرض من محطة لتوليد الطاقة الحرارية الأرضية.
تقول:"تدور الحجج حول ما إذا كان شيء ما من صنع الإنسان أم لا حول التوقيت والموقع". "الشيء ، في كثير من الأحيان يكون هناك تأخير." لكن إذا كان هذا التأخير الواضح مليئًا بسلسلة من الزلازل الصغيرة؟ يمكن أن يغير ذلك كيفية تحديد الناس للسبب والنتيجة. ويمكن أن يغير ذلك قواعد اللعبة.
