Forskare som testar ett satellitbaserat system för tidig varning för jordbävningar som utvecklats för USA:s västkust fann att systemet fungerade bra i en "repris" av tre stora jordbävningar som inträffade i Chile mellan 2010 och 2015. Deras resultat, rapporteras i tidningen Seismologiska forskningsbrev , föreslå att ett sådant system kan ge tidiga varningar om markskakningar och tsunamier för Chiles kustsamhällen i framtiden.
Modulen för tidig varning, kallas G-FAST, använder markrörelsedata mätt av Global Navigation Satellite Systems (GNSS) för att uppskatta storleken och epicentret för stora jordbävningar - storleken 8 och större. Dessa stora skalv äger ofta rum vid subduktion av tektoniska plattgränser, där en platta skjuter under en annan platta, som är fallet utanför Chiles kust och nordvästra USA.
Med hjälp av data som samlats in av Chiles mer än 150 GNSS -stationer, Brendan Crowell från University of Washington och hans kollegor testade G-FASTs prestanda mot tre stora megatrust jordbävningar i landet:storleken 8,8 Maule 2010, storleken 8,2 Iquique 2014, och jordskalv med storleksordningen 8,3 Illapel.
G-FAST kunde tillhandahålla uppskattningar av storleken mellan 40 och 60 sekunder efter ursprungstiden för alla tre skalven, som ger uppskattningar av magnitud som ligger inom 0,3 enheter av de kända storheterna. Systemet gav också uppskattningar av epicentret och felmeddelandet för varje jordbävning som överensstämde med de faktiska mätningarna, och var tillgängliga 60 till 90 sekunder efter varje jordbävnings ursprungstid. "Vi blev förvånade över hur snabbt G-FAST kunde konvergera till de rätta svaren och hur exakt vi kunde karakterisera alla tre jordbävningarna, "sa Crowell.
De flesta system för tidig varning för jordbävningar mäter egenskaper hos seismiska vågor för att snabbt karakterisera en jordbävning. Dessa system kan ofta inte samla in tillräckligt med information för att avgöra hur en stor jordbävning kommer att växa och kan därför underskatta jordbävningens storlek-ett problem som kan undvikas med satellitbaserade system som G-FAST.
Det är svårt att testa dessa typer av tidiga varningssystem, Crowell noterade, eftersom jordbävningar med styrka 8+ är relativt sällsynta. "Vi bestämde oss för att titta på de chilenska jordbävningarna eftersom de inkluderade flera jordbävningar större än åtta, inspelad med ett utmärkt och konsekvent GNSS -nätverk. Genom att göra så, vi skulle kunna kategorisera styrkor och svagheter bättre i G-FAST. "
De chilenska testerna kommer att spela en roll för att vidareutveckla G-FAST för användning i USA, där Crowell och kollegor har arbetat med att inkludera det i prototypen för tidigt varningssystem för jordbävningar som kallas ShakeAlert, nu verksam i Kalifornien, Oregon och Washington. De chilenska jordbävningarna, Crowell sa, representerar ungefär hälften av magnitud 8-händelser i den inspelade katalogen av jordbävningar som används för att testa G-FAST och andra geodetiska algoritmer för inkludering i ShakeAlert.
Tio jordbävningar med styrka 8 eller större har inträffat längs den chilenska kusten under de senaste 100 åren, inklusive jordbävningen Valdivia på 9,5 från 1960, som är den största jordbävningen som registrerats av instrument. "Faran på grund av dessa stora händelser är väl erkänd och förstådd, "i Chile, skrev Sergio Eduardo Barrientos från Universidad de Chile, i en andra artikel publicerad i veckan i SRL. "Returperioder för händelser i storleksordning 8 och högre är i storleksordningen 80 till 130 år för en viss region i Chile, men ungefär ett dussin år när landet betraktas som en helhet. "
Efter jordbävningen i Maule 2010, landet började installera ett nätverk av digitala bredbandsseismiska och markrörelsestationer, Global Positioning System -stationer, och GNSS -stationer för att tillhandahålla korrekt information för tsunamivarningar och skadeanalys. Sedan 2012 har Centro Sismológico Nacional vid Universidad de Chile har drivit mer än 100 stationer, och har nyligen börjat använda nästan 300 starkt rörliga accelerometrar som mäter markskakningar.
I en tredje uppsats publicerad i SRL, Felipe Leyton från Universidad de Chile och kollegor analyserar data som samlats in från 163 av dessa starkt rörliga stationer för att lära sig mer om de lokala platsförhållandena för underliggande sten och mark i dessa områden. Platsförhållanden kan modifiera skakningar av stora jordbävningar och kontrollera skador på byggnader och annan infrastruktur som orsakas av skakningarna. Den nya studien "ger oss en unik möjlighet att förbättra vår kunskap om beteendet hos markavlagringar under jordbävningar, särskilt i urbaniserade områden, "skriver Leyton och kollegor, som säger att data kan användas för att förbättra byggdesigner och koder.
