2019-07-30 10:08:01
数值模型确定了地震信号的前兆源

数值模拟已经确定了实验室地震机器中应力故障发出的声信号的来源。这项工作进一步解决了物理驱动地质断层的问题,有朝一日能够准确预测地震的知识。

“以前的机器学习研究发现,从地震断层中探测到的声信号可以用来预测下一次地震发生的时间,”洛斯阿拉莫斯国家实验室地球物理学组的计算地球物理学家柯高说。 “这项新的建模工作向我们展示了地震中应力链的崩溃在实验室中发出的信号,指出了在地球上可能也很重要的机制。”高是该论文的主要作者,“从压力链到声发射”,今天发表于“物理评论快报”,并被选为“编辑建议”。

应力链是由晶粒组成的桥,其将应力从断块的一侧传递到另一侧。

Gao在Los Alamos团队工作,该团队已经确定了来自北美,南美和新西兰的实验室地震和大型地震数据的预测声信号。无论何时读取信号,信号都能准确地指示故障中的应力状态。

“使用我们在洛斯阿拉莫斯开发的数值模型,我们检查并将粒状系统中的动力学连接到被动远程监视器上检测到的信号,”高说。断层泥是由断层的应力和运动产生的地面砾石岩石材料。

为了研究声学信号的原因,该团队使用Los Alamos开发的代码HOSS(混合优化软件套件)对超级计算机进行了一系列数值模拟。这种新颖的数值工具是一种混合方法 - 组合有限 - 离散元方法。它融合了在离散元素方法下开发的技术,用于描述谷物与谷物的相互作用;并且在有限元方法下,将应力描述为颗粒内的变形和远离颗粒系统的波传播的函数。模拟准确地模拟了地震断层演化的动力学,例如凿槽内的材料如何相互碰撞和碰撞,以及应力链如何通过相邻凿岩材料之间的相互作用随时间形成和演化。

洛斯阿拉莫斯资助了一项价值数百万美元的多年计划,该计划包括实验,数值模拟和机器学习,以开发和测试一种探索地震周期的高度新方法,特别是检测和定位地震接近失败的故障。

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