重力信号可以光速探测地震

2022-05-18
关注
摘要 世界上最大的构造板块在日本海岸附近震动两分钟后,日本气象厅向大约5000万居民发出了最后警告:8.1级地震引发的海啸正向海岸逼近。但直到海浪到达数小时后,专家们才估算出2011年3月11日日本东北地震的真实规模。最终,它的震级达到了9级,造成至少1.8万人死亡,其中一些地区甚至从未收到过警报。

现在,科学家找到了一种更加快速获得准确数据的方法,即使用计算机算法来识别从断层中以光速发射的引力波的尾迹。

“这是一种识别大地震的全新方法。”未参与此项研究的加州大学伯克利分校的地震学家Richard Allen说,“如果我们实施这个算法,就会更有信心确定这是否为一场真正的大地震,可以更早地在更大的范围内发出警报。”

科学家通常利用地震仪等设备,通过监测地面振动或地震波来探测地震。但地震仪提供的预警量取决于地震与其之间的距离,以及传播速度低于每秒6公里的地震波的速度。日本、墨西哥和加利福尼亚的地震网络提供几秒甚至几分钟的预警,这种方法在相对较小的地震中效果良好。“但超过7级以上,地震波就会使地震仪饱和,这使得最具破坏性的地震,如日本东北地震,难以识别。”Allen说。

最近,参与寻找引力波(由大质量物体运动在时空中产生的涟漪)的研究人员意识到,这些以光速传播的重力信号也可以用来监测地震。“这个想法是,一旦质量移动到任何地方,引力场就会发生变化,而且所有东西都能感觉到它。”佛罗里达大学致力于激光干涉仪引力波天文台研究的物理学家Bernard Whiting说,“令人惊讶的是,即使在地震仪中也会出现这种信号。”

果然,在2016年,Whiting和同事报告说,常规地震仪可以探测到这些重力信号。地震导致质量的巨大变化;这些位移会产生引力效应,使现有的引力场和地震仪下的地面变形。通过测量两者之间的差异,科学家得出结论,他们可以创建一种新的地震预警系统。重力信号在第一次地震波到达之前就会出现在地震仪上,这部分信号通常被忽略。Whiting说,通过将来自几十个地震仪的信号相互叠加,科学家可以识别模式来解释大型事件的规模和位置。

现在,蔚蓝海岸大学的博士后Andrea Licciardi和同事建立了一种机器学习算法来进行模式识别。他们对模型进行了数十万次模拟地震的训练,然后在日本东北地区的真实数据集上进行测试。研究人员在《自然》报道称,该模型在大约50秒内准确预测了地震的震级——比其他最先进的早期预警系统更快。

重力信号太弱,无法用现有技术探测8.3级以下的地震,该系统不太可能在地震仪覆盖的地震区提供更多的预警。但艾伦说,它可以提供更可靠的大地震规模估计,这对预测海啸尤其重要,因为海啸通常需要额外10或15分钟才能到达。这篇论文的合著者、蔚蓝海岸大学地震学家Jean-Paul Ampuero说,有了这项技术,日本的地震学家就可以准确地确定震级,并在“地震开始后1到2分钟”发出适当的警报。

但这项技术目前尚未投入使用,因为它还没有对数据进行实时处理。该模型将在日本部署,但仅适用于可能产生“大地震”的特定断层带产生的地震。Licciardi说,该算法需要单独训练,以便在不同地区使用,研究人员目前正在秘鲁和智利的地震台网中进行训练。

“我们有了第一代算法……这是一个巨大的进步。”Allen,“现在让我们去看看它是否真的有效。”

您觉得本篇内容如何
评分

相关产品

Honeywell 霍尼韦尔智能工业 在线/便携烟气分析仪专用传感器 气体传感器

CO 传感器;SO2传感器;NO2 传感器;NO传感器;氧气传感器

微著科技 高性能传感器ASIC解决方案 MEMS传感器

微著科技是国内为数不多能够给传感器厂商提供定制高性能传感器解决方案的团队,目前已为国内众多院所及知名传感器公司提供了十余个传感器解决方案并已经实现量产。微著传感器ASIC方案的特点:成熟的仪表信号模块IP易于快速搭建;系统方案超低噪声;成熟的24ADC可同时实现模拟数字传感器方案设计;高效率及丰富的方案设计经验。

南方泰科 TGM 压力传感器

TGM是一款SOP8封装的压阻式MEMS压力传感器,其压力传感器芯片封装在 SOP8 塑封壳内。在传感器压力量程内,当用固定电压供电时,传感器产生毫伏输出电压,正比于输入压力。压力传感器芯片为绝压,可提供不同的压力量程的SOP8 压力传感器。

鑫精诚传感器 XJC-T001 压力传感器

◆传感器激光焊接密封,环境适应性较强 ◆球形联接件,始终保持模块的垂直称重状态 ◆支撑螺栓,防止设备倾覆且方便维护 ◆接地装置,保护传感器免受电源浪涌冲击 ◆过载保护装置,保护传感器免受冲击力

Huba Control 富巴 525系列 压力传感器

525系列压力传感器采用集公司20多年研发经验的陶瓷压力传感器芯片技术。该系列压力传感器可选压力范围大,电气连接形式多。最小量程为50mbar。大批量使用具有很好的性价比。

佰测传感 MS71 传感器

MS71差压传感器

Cubic 四方光电 PM3009BP 室外粉尘传感器

PM3009BP是一款专门针对餐饮油烟监测的油烟传感器,其采用旁流采样方式,自带除水雾装置,结合智能颗粒物识别算法,确保传感器能够快速准确的检测油烟浓度的变化,同时创新的镜头自清洁技术的应用,能够长效防护传感器油烟污染,大幅度延长传感器的使用寿命。

评论

您需要登录才可以回复|注册

提交评论

广告

西贝网

这家伙很懒,什么描述也没留下

关注

点击进入下一篇

上海交通大学113页PPT带你认识化学传感器知识

提取码
复制提取码
点击跳转至百度网盘