Südkalifornien: Wissenschaftler identifizieren fast zwei Millionen “versteckte” Erdbeben

Share Button

Die Seismologen vom Caltech haben fast zwei Millionen bisher unbekannte winzige Erdbeben identifiziert, die sich zwischen 2008 und 2017 ereignet haben, indem sie seismische Daten aus Südkalifornien im Laufe von zehn Jahren aufbereitet haben, die dem wissenschaftlichen Äquivalent eines Feinzahnkamms entsprechen.

Ihre Ergebnisse, die nun in der Fachzeitschrift Science online veröffentlicht wurden, erweitern den Erdbebenkatalog für diese Region und für diesen Zeitraum um den Faktor 10 von rund 180.000 erfassten Erdbeben auf mehr als 1,81 Millionen. Die neuen Daten zeigen, dass es in Südkalifornien täglich etwa 495 Erdbeben gibt, die im Durchschnitt etwa drei Minuten voneinander entfernt auftreten. Frühere Erdbebenkatalogisierungen hatten ergeben, dass zwischen den seismischen Ereignissen etwa 30 Minuten vergehen würden.

Diese Verzehnfachung der registrierten Erdbeben stellt die Katalogisierung winziger Beben zwischen der negativen Größenordnung 2,0 (-2,0) und 1,7 dar, die durch den breiten Einsatz einer arbeitsintensiven Identifikationstechnik ermöglicht wird, die typischerweise nur in kleinem Maßstab eingesetzt wird. Diese Beben sind so klein, dass sie inmitten der Hintergrundgeräusche, die in seismischen Daten auftreten, wie z.B. Erschütterungen durch den Automobilverkehr oder den Gebäudebau, schwer zu erkennen sind.

“Es ist nicht so, dass wir nicht wussten, dass diese kleinen Erdbeben stattfanden. Das Problem ist, dass sie inmitten des ganzen Lärms sehr schwer zu erkennen sind”, sagt Zachary Ross, Hauptautor der Studie und Postdoc in Geophysik, der im Juni als Assistenzprofessor für Geophysik an der Caltech-Fakultät aufgenommen wird. Ross arbeitete mit Egill Hauksson, Forschungsprofessor für Geophysik an der Caltech, sowie Daniel Trugman vom Los Alamos National Laboratory und Peter Shearer vom Scripps Institution of Oceanography an der UC San Diego zusammen.

Um das niedrige Signal-Rausch-Verhältnis zu überwinden, wandte sich das Team einer Technik zu, die als “Template Matching” bekannt ist, bei der etwas größere und leichter identifizierbare Erdbeben als Vorlagen verwendet werden, um zu veranschaulichen, wie das Signal eines Erdbebens an einem bestimmten Ort im Allgemeinen aussehen sollte. Als ein wahrscheinlicher Kandidat mit der passenden Wellenform identifiziert wurde, scannten die Forscher dann Aufzeichnungen von nahegelegenen Seismometern, um zu sehen, ob das Signal des Erdbebens anderswo aufgezeichnet wurde und unabhängig verifiziert werden konnte.

Mit leistungsstarken Computern und einer Technik namens Template Matching haben die Wissenschaftler von Caltech Millionen von bisher unbekannten kleinen Erdbeben identifiziert. Die neuen Daten zeigen, dass es in Südkalifornien täglich etwa 495 Erdbeben gibt, die im Durchschnitt etwa drei Minuten auseinander liegen. Diese Grafik zeigt die Erdbeben bei Cahuilla, Kalifornien von 2016-2017. (Video: Caltech)

Der Vorlagenabgleich funktioniert am besten in Regionen mit eng beieinander liegenden Seismometern, da die Ereignisse in der Regel nur gut mit anderen Erdbeben im Umkreis von etwa 1 bis 2 Meilen kreuzkorreliert werden können, so die Forscher. Da der Prozess rechenintensiv ist, wurde er in der Vergangenheit auf wesentlich kleinere Datensätze beschränkt. Für die vorliegende Arbeit stützten sich die Forscher auf eine Reihe von 200 leistungsstarken Grafikprozessoren (GPUs), die wochenlang am Stück arbeiteten, um den Katalog zu scannen, neue Erdbeben zu erkennen und ihre Ergebnisse zu überprüfen.

Die Ergebnisse haben sich jedoch gelohnt, sagt Hauksson. “Seismizität entlang einer Störung beeinflusst Störungen und Beben um sie herum, und dieses neu ausgearbeitete Bild der Seismizität in Südkalifornien wird uns neue Erkenntnisse darüber geben, wie das funktioniert”, sagt er. Der erweiterte Erdbebenkatalog enthüllt bisher unentdeckte Erschütterungen, die den schweren Erdbeben sowie der Entwicklung der Schwärme von Erdbeben vorausgehen. Der reichhaltigere Datensatz wird es den Wissenschaftlern ermöglichen, sich ein klareres Bild davon zu machen, wie seismische Ereignisse die Region beeinflussen und sich durch sie hindurch bewegen, sagt Ross.

“Der Fortschritt, den Zach Ross und seine Kollegen gemacht haben, hat die Art und Weise, wie wir Erdbeben in einem dichten seismischen Netzwerk wie dem, das Caltech mit dem USGS betreibt, erkennen, grundlegend verändert. Zach hat ein neues Fenster geöffnet, das es uns ermöglicht, Millionen von bisher unsichtbaren Erdbeben zu erkennen, und das verändert unsere Fähigkeit, zu charakterisieren, was vor und nach großen Erdbeben passiert”, sagte Michael Gurnis, Direktor des Seismologischen Labors und John E. and Hazel S. Smits Professor of Geophysics.



Veröffentlichung: Z.E. Ross el al., “Searching for hidden earthquakes in Southern California,” Science (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aaw6888

Quelle: off. Pm des Caltech

Titelbildunterschrift: Ein genauerer Blick auf seismische Daten von 2008-17 erweitert den Erdbebenkatalog Südkaliforniens um den Faktor 10. (Ill.: Caltech)



Ähnliche Beiträge
Eine der 24 Gesteinsschollen, die im Jahr 2016 während des Kaikōura-Erdbebens in Neuseeland zerbrochen sind,
Am 22. Dezember 2018 stürzte eine Flanke des Vulkans Anak Krakatau in die Sundastraße, eine
Ein Team britischer Geologen hat eine neue Methode zur Kartierung von Gesteinen des Meeresbodens entwickelt,
Scheinbar wenig gefährdete seismische Regionen in Mexiko haben seit dem 16. Jahrhundert mehrere, starke Erdbeben
Alte Vulkane könnten neue Erkenntnisse darüber liefern, wie die Erdoberfläche recycelt wird, sagen Wissenschaftler der
The following two tabs change content below.

Pia Gaupels

Gründerin bei GeoHorizon
Pia Gaupels, *86, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. 2015 gründete Sie die Seite Geohorizon. Sie ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung und arbeitet seit 2018 wieder als Bibliothekarin.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.