AI avslöjar dolda förkastningsrörelser längs San Andreas

En algoritm för djupinlärning tränad på kontinuerliga data från borrhåls-töjningsmätare har avslöjat dussintals tidigare oupptäckta långsamma glidningshändelser under Parkfield-sektionen av Kaliforniens San Andreas-förkastning, enligt en studie publicerad i Nature Communications. Forskningen visar att dessa tysta förkastningsrörelser systematiskt följs av ökad lågfrekvent jordbävningsaktivitet, vilket ger ny insikt i hur spänning frigörs längs ett av världens mest noggrant övervakade förkastningssystem.nature+1

Att upptäcka det osynliga

Studien, ledd av Zahra Zali vid GFZ German Research Centre for Geosciences tillsammans med medförfattarna Patricia Martínez-Garzón, David Mencin och Gregory C. Beroza, använde djupinlärning direkt på högkänsliga observationer från töjningsmätare för att identifiera kortvariga långsamma glidningshändelser som konventionella detektionsmetoder hade missat. Till skillnad från vanliga jordbävningar frigör långsamma glidningshändelser energi gradvis under timmar snarare än sekunder, vilket gör dem osynliga för standardiserad seismisk övervakning.linkedin+2

Forskarna byggde vad som motsvarar en automatiserad katalog över dessa händelser vid Parkfield – en sträcka av San Andreas-förkastningen som länge fungerat som ett naturligt laboratorium för jordbävningsvetenskap. Deras algoritm lärde sig mönster från råa töjningsdata utan att förlita sig på fördefinierade mallar, vilket gjorde det möjligt att plocka upp subtila deformationssignaler begravda i brus.gfzpublic.gfz+1

En koppling till lågfrekventa jordbävningar

Det mest slående fyndet är det tidsmässiga sambandet mellan långsam glidning och lågfrekvent seismicitet. Teamet fann att upptäckta långsamma glidningshändelser konsekvent följs av ökningar i lågfrekventa jordbävningar – små, djupa darrningsliknande signaler som uppstår i förkastningens övergångszon. Denna koppling tyder på att långsam glidning kan belasta intilliggande delar av förkastningen, utlösa den lågfrekventa aktiviteten och peka på ett mer dynamiskt samspel mellan olika former av förkastningsrörelser än vad man tidigare förstått.nature+1

Implikationer för förkastningsövervakning

Arbetet kommer vid en tidpunkt med ökad uppmärksamhet på Kaliforniens seismiska risker. En separat studie publicerad i juni fann att spänningen på San Andreas- och San Jacinto-förkastningarna har nått sin högsta nivå på tusen år. Även om långsamma glidningshändelser avlastar snarare än bygger upp spänning, skulle en förståelse av deras mönster kunna förbättra modeller för hur töjning ackumuleras och försvinner längs förkastningen.cnn+1

Studien understryker AI:s växande roll inom geofysik, där maskininlärningsverktyg i allt högre grad kan extrahera information från datamängder som är för stora och komplexa för mänskliga analytiker att bearbeta manuellt. Som EarthScope, som driver nätverket av borrhåls-töjningsmätare som användes i forskningen, noterade, ger sådana instrument den känslighet som krävs för att upptäcka dessa "tysta" rörelser när de paras ihop med moderna beräkningstekniker.linkedin+1