Una señal gravitacional esquiva puede significar advertencias de terremotos más rápidas

Las ondas sísmicas de un gran terremoto son fáciles de ver: piense en la imagen clásica de un sismógrafo, cuando un lápiz dibuja ondas traicioneras en un papel giratorio cuando llega el temblor. Incluso para ojos muy entrenados, los PEGS son simplemente serpenteantes, indistinguibles del ruido. Es difícil probar que están ahí. En 2017 temprano identificaciones de PEGS en datos sísmicos en Tohoku recibió empujar de otros sismólogos.

Pero con el tiempo, los investigadores han recopilado más observaciones de terremotos en todo el mundo. "Pude convencerme de que la teoría era correcta", dijo Maarten de Hoop, sismólogo informático de la Universidad de Rice que no participó en el estudio. Inspirado en parte por la controversia sobre los primeros descubrimientos, se dispuso a probar matemáticamente si las fluctuaciones gravitacionales deberían observarse. La clave, dijo, es observar los datos de los primeros momentos del terremoto antes de que las ondas P lleguen a los sensores. Pero la pregunta de si los sismólogos realmente pueden separar los dos permanece.

El nuevo estudio ofrece una confirmación inicial de que sí pueden, dice de Hoop. Una cosa que está clara es que los instrumentos actuales pueden distinguir las señales gravitatorias de otros datos ruidosos solo durante los terremotos más grandes, los mayores de 8.0, como los terremotos masivos de megapresión que afectan a lugares como Japón, Alaska y Chile. Debido a que estos grandes terremotos son raros, el equipo de Licciardi creó un conjunto de datos de terremotos hipotéticos al dispersar el ruido sísmico en el mundo real observado en las estaciones de Japón. Esto se utilizó para entrenar un algoritmo de aprendizaje automático que detectará el inicio de un terremoto y estimará su magnitud en función de la señal gravitatoria.

Cuando los investigadores aplicaron el modelo a los datos en tiempo real de los sensores durante el terremoto de Tohoku, se necesitaron unos 50 segundos de datos para proporcionar una detección precisa, superando los últimos enfoques de vanguardia, incluidos los métodos de GPS espacial que miden el movimiento del suelo directamente. .después de un terremoto. La diferencia de ocho segundos puede parecer pequeña, pero "todavía es mucha en el contexto de la alerta temprana", dijo Likiardi, especialmente en escenarios como el terremoto de Tohoku, donde a los residentes costeros se les dio solo unos minutos para evacuar en previsión de un tsunami.

Además, los investigadores señalan que el modelo es más preciso para estimar la magnitud de un terremoto, que es vital para predecir el tamaño de un tsunami.En Japón, en 2011, las estimaciones iniciales de un terremoto por debajo de 8,0 sugieren una ola mucho más pequeña.

El método aún está lejos de ser práctico. Thomas Heaton, sismólogo de CalTech, describe la búsqueda en curso de perturbaciones gravitacionales como un "martillo de clavos" dados los avances en enfoques más tradicionales para la detección de terremotos, incluso en Japón, donde los funcionarios respondieron a Tohoku agregando más sensores en zonas de absorción en alta mar. y expandió sus modelos para detectar terremotos masivos con una magnitud de 9.0. Para él, la mayor tarea de los sistemas de alerta temprana es hacer que las alertas sean más prácticas: probar en combate los métodos existentes para que, si se emite una alerta, la gente la escuche y sepa cómo reaccionar. “Nuestro problema no son los sensores. obtener datos del sistema y decirle a la gente qué hacer ", dijo.

Pero de Hoop, quien se llama a sí mismo "entusiasta" con el nuevo trabajo, dijo que proporcionó una hoja de ruta para mejorar los métodos con mejores datos y técnicas de aprendizaje automático. La clave para hacer este trabajo para terremotos más pequeños y más frecuentes será calcular cómo reducir el umbral para detectar señales gravitatorias, algo que puede requerir sensores que detecten directamente cambios en el campo gravitatorio. "Creo que hay mucha información disponible y mucho trabajo por hacer", dijo.

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