KI avdekker skjulte forkastningsbevegelser langs San Andreas-forkastningen

En algoritme for dyp læring trent på kontinuerlige data fra borehulls-tøyningsmålere har avdekket dusinvis av tidligere uoppdagede langsomme glidningshendelser under Parkfield-seksjonen av Californias San Andreas-forkastning, ifølge en studie publisert i Nature Communications. Forskningen viser at disse lydløse forkastningsbevegelsene systematisk etterfølges av økt lavfrekvent jordskjelvaktivitet, noe som gir ny innsikt i hvordan spenning utløses langs et av verdens mest overvåkede forkastningssystemer.nature+1

Deteksjon av det usynlige

Studien, ledet av Zahra Zali ved GFZ German Research Centre for Geosciences sammen med medforfatterne Patricia Martínez-Garzón, David Mencin og Gregory C. Beroza, anvendte dyp læring direkte på høysensitive observasjoner fra tøyningsmålere for å identifisere kortvarige langsomme glidningshendelser som konvensjonelle deteksjonsmetoder hadde oversett. I motsetning til vanlige jordskjelv frigjør langsomme glidningshendelser energi gradvis over timer i stedet for sekunder, noe som gjør dem usynlige for standard seismisk overvåking.linkedin+2

Forskerne bygde det som tilsvarer en automatisert katalog over disse hendelsene ved Parkfield – en strekning av San Andreas-forkastningen som lenge har fungert som et naturlig laboratorium for jordskjelvvitenskap. Algoritmen deres lærte mønstre fra rå tøyningsdata uten å stole på forhåndsdefinerte maler, noe som gjorde det mulig å plukke opp subtile deformasjonssignaler begravd i støy.gfzpublic.gfz+1

En kobling til lavfrekvente jordskjelv

Det mest slående funnet er det tidsmessige forholdet mellom langsom glidning og lavfrekvent seismisitet. Teamet fant at oppdagede langsomme glidningshendelser konsekvent etterfølges av økninger i lavfrekvente jordskjelv – små, dype skjelv-lignende signaler som oppstår i forkastningens overgangssone. Denne forbindelsen tyder på at langsom glidning kan belaste tilstøtende deler av forkastningen, utløse den lavfrekvente aktiviteten og peke på et mer dynamisk samspill mellom ulike former for forkastningsbevegelse enn tidligere antatt.nature+1

Implikasjoner for forkastningsovervåking

Arbeidet kommer på et tidspunkt med økt oppmerksomhet rundt Californias seismiske farer. En separat studie publisert i juni fant at spenningen på San Andreas- og San Jacinto-forkastningene har nådd sitt høyeste nivå på tusen år. Selv om langsomme glidningshendelser avlaster fremfor å bygge opp spenning, kan forståelse av mønstrene deres forbedre modeller for hvordan tøyning akkumuleres og forsvinner langs forkastningen.cnn+1

Studien understreker KIs økende rolle innen geofysikk, hvor maskinlæringsverktøy i økende grad er i stand til å trekke ut informasjon fra datasett som er for store og komplekse for menneskelige analytikere å behandle manuelt. Som EarthScope, som driver borehulls-tøyningsmålernettverket som ble brukt i forskningen, bemerket, gir slike instrumenter den sensitiviteten som trengs for å oppdage disse "lydløse" bevegelsene når de kombineres med moderne beregningsteknikker.linkedin+1