Как землетрясения деформируют гравитацию Земли?
Москва, 17:32, 23 Фев 2020, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
Землетрясения передают сигналы, которые распространяются со скоростью света и могут быть зарегистрированы задолго до относительно медленных сейсмических волн. Неожиданные изменения в гравитации вызваны смещением внутренней массы Земли.
В последнее время эти предполагаемые сигналы PEGS (быстрые эластомерные гравитационные сигналы) были идентифицированы по сейсмическим оценкам. С помощью этих сигналов вполне возможно идентифицировать землетрясение за некоторое время до появления разрушительного землетрясения или волн цунами.
Однако гравитационный эффект этого явления невелик и составляет всего лишь одну миллиардную долю земного притяжения. Вдоль этих линий сигналы PEGS должны быть зарегистрированы разве что для самых сильных землетрясений. Точно так же процесс их генерации сложен: они не только однозначно созданы возле источника землетрясения, но также всегда возникают, когда сейсмические треморные волны распространяются по всей земле.
До этого момента не было быстрой и точной техники для надежной симуляции генерации сигналов PEGS в компьютере.
Специалисты GFZ недавно предложили алгоритм для вычисления сигналов PEGS с высокой точностью. Аналитики были дополнительно готовы продемонстрировать, что сигналы позволяют сделать выводы о силе, продолжительности и механизме сильных землетрясений.
Пространственное распределение мощности сигнала PEGS во время землетрясения Тохоку в 2011 году, незадолго до прихода первичной сейсмической волны.
Ронгджиан Ван, научный координатор нового исследования, сказал: «Землетрясение резко сдвигает скальные плиты во внутренней части земли и, таким образом, меняет распределение массы в земле. При сильных землетрясениях это смещение может достигать нескольких метров. Поскольку сила тяжести, которая может быть измерена локально, зависит от распределения массы вблизи точки измерения, каждое землетрясение вызывает небольшое, но немедленное изменение силы тяжести».
Торстен Дам, руководитель отдела физики землетрясений и вулканов в GFZ, сказал: «Мы столкнулись с проблемой интеграции этих множественных взаимодействий, чтобы сделать более точные оценки и прогнозы относительно силы сигналов. У Ронгджиан Вана была оригинальная идея адаптировать алгоритм, который мы разработали ранее, к проблеме PEGS — и он добился успеха».
Себастьян Хейманн, разработчик программ и аналитик данных в GFZ, сказал: «Мы впервые применили наш новый алгоритм к землетрясению в Тохоку в Японии в 2011 году, которое также стало причиной цунами в Фукусиме. Там измерения силы сигнала PEGS уже были доступны. Консистенция была идеальной. Это дало нам уверенность в предсказании других землетрясений и возможности сигналов для новых применений».
В будущем, оценивая изменения силы тяжести на расстоянии многих сотен километров от эпицентра землетрясения у побережья, этот метод может быть использован, чтобы определить, даже во время самого землетрясения, насколько велика его сила, и может ли оно вызвать цунами.
Исследование было опубликовано в журнале Earth and Planetary Science Letters.
