600 sensorer placerade på och runt Alperna utgör det största akademiska seismografiska nätverket i världen. AlpArray-projektet kommer att möjliggöra bättre förståelse av Alpernas födelse samt homogena seismiska riskkartor över de alpina regionerna. Bestående av 36 institutioner från 11 länder, Projektet koordineras av forskare vid ETH Zürich och University of Lausanne och stöds av Swiss National Science Foundation (SNSF).
"Vi använder extremt känsliga stationer", förklarar György Hetényi, SNSF professor vid universitetet i Lausanne och första författare till publikationen som beskriver implementeringen av nätverket. "Stationerna kan upptäcka en mild jordbävning i Japan, samt tusentals seismiska händelser som inträffar varje år i Schweiz, 99% som befolkningen inte känner till."
Det primära syftet med projektet är att bättre förstå strukturen och sammansättningen av litosfären (upp till hundra kilometer under Alperna) samt jordens övre mantel (upp till 660 kilometer). Det är på dessa djup som spåren av gamla havsbottnar som är tiotals miljoner år gamla kan hittas. Tektoniska rörelser fortsätter vid ytan och producerar dagens jordbävningar i alpina regioner, förklarar Hetényi. De insamlade uppgifterna gör det möjligt att jämföra och standardisera katalogerna över evenemang som upprätthålls av europeiska länder, och därmed förfina sannolikhetsuppskattningar för jordbävningar.
Två tusen meter under havet
Hälften av nätet består av befintliga stationära seismografer. Den andra halvan består av mobila sensorer, fördelade under projektets två år och placerade både under jord och i ladugårdar i höga fjällbetesmarker. "Att övertyga våra partners att göra så många stationer tillgängliga samtidigt var inte lätt, men det är det enda sättet att skapa detta nätverk och ändå hålla kostnaderna under kontroll. Endast fyra länder var tvungna att köpa nya sensorer." Lanserades av Schweiz, AlpArray leds av Edi Kissling och Irene Molinari från ETH Zürich, John Clinton från Swiss Seismological Service och György Hetényi från University of Lausanne. Den schweiziska delen av projektet stöds av ett Sinergia-bidrag från SNSF.
Sensorerna placerades i ett hexagonalt nätverk, analogt med den cellulära strukturen hos en bikupa. "Det var det mest effektiva sättet att uppnå en tät geometri med tanke på de fasta stationerna", förklarar Hetényi. "Ingen del av den studerade regionen är mer än 30 kilometer bort från en sensor." AlpArray sträcker sig mer än 200 kilometer runt Alperna, från Pyrenéerna till Ungern och från Frankfurt till Korsika. Trettio sensorer installerades på botten av Medelhavet. "Det var först efter att ha fiskat ut dem igen i februari som vi fick bekräftat att de hade fungerat som de ska, eftersom vattenpelaren ovanför dem förhindrar trådlös överföring", säger Hetényi. Den djupaste stationen är 2771 meter under havet; den högsta är på en höjd av 3005 meter.
Ett "ultraljud" av Alperna
Att kartlägga den alpina strukturen liknar att göra ett ultraljud:sensorerna registrerar ekot av seismiska vågor som reflekteras från jordens djupa lager. Att jämföra ankomsttiderna för vågorna vid olika sensorer gör det möjligt för forskarna att triangulera lagrets position och dess sammansättning, eftersom det senare påverkar vågornas utbredningshastighet.
De registrerade stötarna kommer från små seismiska händelser i Europa och måttliga jordbävningar över hela jorden. Nätverket kan till och med använda omgivande brus, såsom från havets dyning, för att få information om geologiska strukturer nära ytan, ner till några tiotals kilometers djup.
AlpArray-nätverket har varit i full drift sedan juli 2017. Inledande resultat förväntas under 2019.
