Jordbävningar uppstår när tektonisk belastning som gradvis har ackumulerats längs ett fel plötsligt släpps. Mätningar av hur mycket jordens yta deformeras över tiden, eller töjningshastigheten, kan användas i seismiska faromodeller för att förutsäga var jordbävningar kan inträffa. Ett sätt som forskare uppskattar töjningshastigheten är via satelliter i omloppsbana och detaljerade mätningar av hur mycket GPS -stationer på jordens yta rör sig.

Det finns utmaningar, dock, att använda sådana geodetiska data. Stationerna tillhandahåller endast mätningar på specifika platser och är inte jämnt fördelade - för att konstruera en kontinuerlig stamhastighetskarta krävs att forskare gör uppskattningar för att fylla i luckor i data. Dessa interpolerade data ger osäkerhet till resulterande matematiska modeller.

För att ta itu med dessa frågor, Pagani et al. utvecklat en transdimensionell Bayesiansk metod för att uppskatta ytbelastningshastigheter i sydvästra USA, med fokus på San Andreas -fel. Deras metod delade i huvudsak studieområdet i icke -överlappande trianglar och beräknade hastigheter inom varje triangel genom att inkludera mätningar från GPS -stationerna som finns inuti.

Teamet litade inte på bara en sådan modell. De använde en vändbar Markov-kedja Monte Carlo-algoritm för att producera upp till hundratusentals sådana modeller, med något justerade koordinater för dessa 2D -trianglar. Faktiskt, över dessa modeller, även antalet trianglar kan förändras - eftersom metoden är transdimensionell, författarna förutbestämde inga parametrar. Till sist, de staplade alla dessa modeller tillsammans för att skapa en slutlig kontinuerlig stamhastighetskarta.

Med hjälp av testdata, författarna fann att deras tillvägagångssätt hanterade datafel och ojämn datadistribution bättre än ett vanligt B -spline -interpoleringsschema. Dessutom, eftersom tillvägagångssättet inkluderade information från många modeller, den producerade en rad uppskattningar av stamhastigheter vid varje punkt och sannolikheter för dessa värden.

När teamet använde det nya tillvägagångssättet för att beräkna belastningshastigheter runt San Andreas Fault -systemet, de fann att deras karta överensstämde med tidigare studier. Det identifierade till och med framgångsrikt krypande delar av felsystemet från låsta segment. Den nyligen beskrivna tekniken kan potentiellt användas av forskare för att utveckla andra stamhastighetskartor och kan i allmänhet ha tillämpning på andra interpoleringsproblem inom geovetenskapen.

Denna berättelse publiceras på nytt med tillstånd av Eos, värd för American Geophysical Union. Läs den ursprungliga historien här.