Датчики атмосферного давления помогают определять силу землетрясений

Заполните форму ниже, и мы вышлем вам по электронной почте PDF-версию статьи «Датчики атмосферного давления помогают определить силу землетрясения».

Заполните форму ниже, чтобы разблокировать доступ ко ВСЕМ аудиостатьям.

Согласно новому исследованию, датчики, которые обнаруживают изменения атмосферного давления из-за сотрясений земли, также могут получать данные о сильных землетрясениях и взрывах, которые превышают верхний предел многих сейсмометров.

Датчики, которые обнаруживают неслышимые инфразвуки, распространяющиеся по воздуху, могут улучшить предупреждение о цунами и другие меры реагирования на чрезвычайные ситуации, а также снизить затраты.

Исследования ученых Геофизического института Фэрбенкса Университета Аляски показывают, что инфразвуковые датчики могут улучшить определение магнитуды. Первоначальное предупреждение о цунами основывается исключительно на предполагаемой величине и местоположении.

Инфразвуковые датчики стоят дешевле сейсмометров, надежны и имеются в большом количестве на Аляске для других целей.

Подпишитесь на ежедневный информационный бюллетень Technology Networks, чтобы каждый день доставлять последние научные новости прямо на ваш почтовый ящик.

«Мы использовали инфразвук для целей, для которых он на самом деле не предназначался», — сказал Кен Макферсон из Технического центра Уилсона на Аляске Геофизического института. «Мы обнаружили, что он хорошо работает для получения полных данных о сильных землетрясениях. "

Эти инфразвуковые приборы, чувствительные к давлению, обычно используются для несейсмических целей, таких как обнаружение горных взрывов или ядерных взрывов. Они также фиксируют оползни, извержения вулканов или метеоры, попадающие в атмосферу Земли.

Макферсон подробно описывает использование инфразвуковых датчиков в сейсмологии в исследовательской статье, опубликованной 21 апреля в Бюллетене Сейсмологического общества Америки.

Макферсон — специалист по сейсмоакустическим исследованиям и эксплуатации. Среди других сотрудников Технического центра Wilson на Аляске, участвовавших в исследовании, — директор Дэвид Фи, специалист по данным Джулиан Коффи и специалист по машинному обучению Алекс Витсил, которые сейчас работают в частном секторе.

Инфразвуковые датчики фиксируют изменения давления воздуха, вызванные инфразвуковыми волнами, частота которых ниже той, которую может услышать человек.

Инфразвуковые датчики могут регистрировать весь диапазон движений земли при землетрясении, обнаруживая изменения давления воздуха, вызванные движением земли вверх и вниз во время землетрясения.

Движение земли вверх сжимает воздух, увеличивая давление воздуха так же, как это делает поршень. Движение вниз снижает давление.

Изменения давления даже при самых крупных землетрясениях намного ниже верхнего предела инфразвуковых датчиков.

Напротив, сейсмометры, которые фиксируют фактическое движение земли, имеют верхний предел, а это означает, что при сильных землетрясениях верхние данные могут отсутствовать. Они также могут пропустить данные о небольших землетрясениях, если они происходят слишком близко к сейсмометру.

Сейсмологи называют эту потерю данных «обрезанием».

«Если вы включите стереосистему слишком сильно, вы услышите ужасный звук», — сказал Макферсон. «Это означает, что вы превысили динамический диапазон динамика. Это может случиться с сейсмометром».

Сейсмологи могут преодолеть ограничение, используя детекторы сильных движений, которые отличаются от инфразвуковых датчиков. Эти датчики движения не зашкаливают во время сильных трясок, но они дороги и неточны при небольших землетрясениях. Около 130 из них расположены по всей Аляске, в основном в городских районах и вблизи известных разломов.

В качестве примера Макферсон и его коллеги сравнили инфразвуковые данные о землетрясении в Анкоридже магнитудой 7,1, произошедшем 30 ноября 2018 года, с данными сейсмометра. Оба инструмента находились в одном и том же месте в 19 милях от эпицентра.

«Запись этого землетрясения сейсмометром достигла динамического диапазона прибора и остановилась», — сказал Макферсон. «Итак, происходит потеря информации об амплитуде».

Сейсмометр был одним из нескольких в регионе Южной и Центральной Аляски, где не было максимальных данных об этом землетрясении. Данные с инфразвукового датчика не обрезались.