Urban Geophone Array erbjuder en ny titt på Los Angeles Basin

1 augusti 2018 - Med hjälp av en rad geofoner i kaffekanna som har använts i ungefär en månad på bakgårdar, golfbanor och offentliga parker samlade forskare tillräckligt med data för att de ska kunna kartlägga djupet och formen på sedimentära bassänger San Gabriel och San Bernardino Los Angeles, California.

Seismologer tror att dessa sedimentära bassänger kan fungera som en "vågledare" för att fokusera och fånga energi från en jordbävning i södra San Andreas-felet, så att förstå deras struktur är viktigt för att kunna förutsäga hur väl de kan kanalisera energin från en sådan jordbävning till centrala Los Angeles .

Forskargruppen, ledd av Patricia Persaud från Louisiana State University och Robert Clayton från California Institute of Technology, kunde kartlägga de två bassängerna mer detaljerat än tidigare studier, enligt deras rapport i Seismological Research Letters. De visar att San Gabriel-bassängen är djupare än San Bernardino-bassängen och att San Bernardino-bassängen har en oregelbunden form. Persaud och kollegor upptäckte också tecken på djupa förskjutningar i lager av jordskorpan som kan relateras till två fel - Red Hill och Raymond-fel - som tidigare har kartlagts i närliggande områden vid ytan.

Patricia Persaud och Mackenzie Wooten, en CalTech-grundare, distribuerar en nod i framgården av en bostad i Los Angeles. / Patricia Persaud

"Det är för närvarande för tidigt att säga hur våra resultat kommer att förändra hur vi kan tänka på dessa bassängers förmåga att kanalisera seismisk energi," sa Persaud. "Vi samlar dock in mer data i området som kommer att användas för att ytterligare förfina bassängstrukturen."

Geofoner är instrument som omvandlar markrörelsens hastighet till spänning som kan användas för att bestämma geometrin hos strukturer under jordytan. Att visualisera detaljerna i sedimentär bassängstruktur kräver ett stort antal seismiska stationer som är nära varandra för att fånga viktiga förändringar i strukturen i sidled över bassängen. Geofonarrayer erbjuder ett billigt och genomförbart sätt att samla in dessa data i ett tätbefolkat stadsområde jämfört med komplikationerna och kostnaden för att distribuera bredbandsseismometrar, noterade Persaud.

Var och en av de 202 noder som distribuerats i studien, i tre linjer som sträcker sig över de norra bassängerna, är ungefär lika stora som en kaffekanna. "De väger cirka 6 kilo och har en dataloggare, batteri och inspelare i en container," förklarade Persaud. ”För att placera dem i marken gräver vi ett litet hål som gör att noderna kan täckas med ungefär två tum mark när de har planterats ordentligt. De flesta invånare i Los Angeles säger att vi ska placera dem vart vi vill, vissa hjälper oss till och med att gräva hålen. så vi väljer en webbplats i deras gårdar och om cirka fem minuter har vi noden på plats och spelar in. ”

I de flesta fall var fastighetsägare "extremt vänliga och tillmötesgående" under den aktuella studien, säger Persaud. ”Det som är intressant är att när vi fick ett positivt svar var det nästan omedelbart. Invånarna i Los Angeles är mycket medvetna om den förhöjda seismiska risken i denna region och är ofta nyfikna på vår studie och noder, och de vill ta reda på mer. Vissa erbjuder att sprida ordet om vår studie via sociala medier och uppmuntra sina vänner och grannar att delta också. ”

Noderna samlade in data kontinuerligt i 35 dagar. Under den här tiden upptäckte de markrörelser från magnitude 6 och större jordbävningar som inträffade tusentals kilometer bort från Los Angeles. Seismisk vågformsdata från dessa teleseismiska jordbävningar kan användas med en metod som kallas mottagarfunktionstekniken för att kartlägga skorpans tjocklek och grunda jordskorpstrukturer under en seismisk station. Mottagarfunktionerna beräknade från nodmatriserna liknar de som beräknas från bredbandsdata, konstaterade forskarna, men nodmatrisen erbjuder en högre upplösning på jordskorpans strukturer som gränsen mellan jordskorpan och manteln och gränssnittet mellan sediment och källarsten över bassängerna.

I sommar är forskargruppen tillbaka i Kalifornien och placerar noder "längs nya linjer som är avsedda att fylla i alla områden där det kan bli en förändring i bassängformen", säger Persaud. "Vi har just distribuerat tre nya profiler och kommer sedan att sammanställa resultaten från alla våra profiler för att producera en uppdaterad strukturell modell för bassängerna."


Inläggstid: Sep-02-2020