دانشمندان، لرزه سنج بستر دریا را به شبکه زلزله کالیفرنیا کابل زدند

یک کابل زیرآبی 32 مایلی تازه نصب شده سرانجام تنها ایستگاه لرزه نگاری کف دریا را با شبکه لرزه نگاری دانشگاه کالیفرنیا، برکلی پیوند می دهد و داده های بلادرنگ از غرب گسل سن آندریاس را با داده های 31 زمین دیگر ادغام می کند. ایستگاه‌ها در اطراف کالیفرنیای شمالی و مرکزی پاشیده شدند.

گذاشتن کابل فیبر نوری MARS (سیستم تحقیقاتی شتاب دهنده مونتری) در سال 2007 توسط مؤسسه تحقیقاتی آکواریوم خلیج مونتری (MBARI) برای تامین برق و جمع آوری داده ها از مجموعه ای از ابزارهای علمی در عمق 3000 فوتی زیر تکمیل شد. سطح خلیج مونتری، 23 مایلی از شهر ساحلی ماس لندینگ.لرزه‌سنج پهنای باندی که در سال 2002 در کف دریا قرار داده شده بود، در 27 فوریه 2009 به کابل متصل شد و نیازی به ارسال یک وسیله نقلیه از راه دور (ROV) هر سه ماه یکبار برای تعویض باتری و جمع‌آوری داده‌ها نداشت.

باربارا رومانوویچ، مدیر آزمایشگاه لرزه‌شناسی برکلی و استاد علوم زمین و سیاره‌شناسی دانشگاه کالیفرنیا برکلی، می‌گوید: «پیش از این، ما باید سه ماه صبر می‌کردیم تا حتی بدانیم آیا این ابزار زنده هستند یا خیر. اکنون، او گفت: «ما می‌توانیم از داده‌های ایستگاه بستر دریا به‌صورت بلادرنگ به همراه داده‌های سایر بخش‌های لرزه‌نگاری دیجیتال برکلی» برای تعیین مکان، بزرگی و مکانیسم زمین‌لرزه‌های فراساحلی، اطلاعات در مورد پوسته در لبه استفاده کنیم. از صفحه قاره ای و درک بهتر خطرات سیستم گسلی سن آندریاس که از شمال و جنوب در ایالت عبور می کند.

طبق گفته رومانوویچ، سیستم‌های پایش زلزله در سراسر جهان برای دهه‌ها تلاش کرده‌اند که لرزه‌سنج‌ها را در کف دریا قرار دهند تا ۷۱ درصد از سطح زمین را که در زیر اقیانوس‌ها قرار دارد، بپوشانند.جزایر به طور کلی تنها داده های فراساحلی را ارائه کرده اند - شبکه برکلی یک ایستگاه لرزه نگاری در جزایر فارالون دارد - اما اینها فقط پوشش نقطه ای را ارائه می دهند.

از آنجایی که سیستم گسلی اصلی ایالت، سان آندریاس، در امتداد سواحل کالیفرنیای شمالی قرار دارد، مانیتورهای کف دریا بسیار حیاتی هستند. همه ایستگاه ها به جز یک ایستگاه - ایستگاه فارالون - در شرق گسل قرار دارند و دستیابی به یک دید جامع از سیستم گسل را دشوار می کند.

"اگر چه ما این کج بودن را تصحیح می کنیم، اگر بتوانیم داده های ایستگاه های بیشتری را در غرب گسل لحاظ کنیم، محاسبات حتی قابل اعتمادتر خواهد بود؛ با افزودن MOBB، ما به این هدف می رسیم." پژوهشگر ژئوفیزیکدان پگی هلویگ در آزمایشگاه SeismoBlog،

همچنین، در حالی که لرزه‌سنج‌های اولیه و یکبارمصرف را می‌توان برای جمع‌آوری داده‌ها برای دوره‌های زمانی کوتاه در آب پرتاب کرد، لرزه‌سنج‌های پهنای باند گران‌تر که می‌توانند طیف وسیعی از فرکانس‌های ارتعاشی و دامنه دامنه زیادی را تشخیص دهند، ترجیح داده می‌شوند.دومی برای جمع‌آوری داده‌های مورد نیاز برای مدل‌سازی زلزله‌ها و در نهایت ارائه هشدار چند ده ثانیه‌ای در مورد لرزش زمین ضروری است.

Romanowicz بیش از 12 سال پیش با این موسسه همکاری کرد تا یک رصدخانه لرزه نگاری در کف دریا ایجاد کند. MBARI به مدت سه ماه در سال 1997، با همکاری آزمایشگاه لرزه نگاری برکلی و تیمی از فرانسه، یک لرزه سنج پهن باند را در کف خلیج مونتری قرار داد تا تجهیزات و مراحل نصب را آزمایش کند. ایستگاه پهنای باند پایین اقیانوس مونتری (MOBB) به طور دائم در یک خط الراس زیر آب در آوریل 2002 قرار داشت.

با توجه به اینکه داده های MOBB فقط هر سه ماه یک بار به UC برکلی بازمی گردد، نمی توان از آن در پایش زلزله بلادرنگ استفاده کرد. با این حال، در مطالعات دیگر، از جمله بررسی امواج اقیانوس با دوره طولانی، به نام امواج فروگرانشی، که تصور می‌شود زمزمه‌ای با فرکانس پایین در زمین ایجاد می‌کند، ارزشمند است.

این زمزمه - که دوره ای بین 100 تا 500 ثانیه دارد، بسیار کم است که انسان نمی تواند آن را بشنود - در سال 1998 کشف شد و به تلاطم جوی نسبت داده شد.اما در سال 2004، رومانوویچ و جونکی ری، همکار دانشگاه کالیفرنیا برکلی، نشان دادند که منشأ هوم در اقیانوس‌ها و مربوط به طوفان‌ها است. به نوعی، امواج اقیانوسی 10 ثانیه ای که توسط طوفان ها ایجاد می شوند، با یکدیگر تعامل می کنند تا امواج فروگرانشی طولانی تری تولید کنند، که سپس به صورت محلی برهم کنش می کنند تا کف دریا را کوبیده و زمزمه ایجاد کند. جزئیات هنوز مشخص نیست، اگرچه تعاملات امواج بلند با زمین احتمالاً در نزدیکی ساحل رخ می دهد.

رومانوویچ گفت: «چگونگی برخورد امواج با زمین هنوز یک سوال باز است. "MOBB به ما امکان می دهد داده های لرزه ای را با داده های شناورها مقایسه کنیم تا روابط زمانی و مکانی بین امواج اقیانوس، امواج فروگرانش و امواج لرزه ای را تعیین کنیم."

رومانوویچ گفتزمزمه زمین و همچنین جریان های اقیانوسی و موج شکن همگی داده های لرزه ای MOBB را پر سر و صداتر از داده های ایستگاه های زمینی می کنند، که به این معنی است که داده های MOBB باید برای حذف نویز قبل از ادغام با سایر نویزها پردازش شوند. داده های لرزه ای در شبکهاو و همکارانش در دانشگاه کالیفرنیا برکلی در حال کار بر روی الگوریتم‌هایی هستند که می‌توانند چنین پردازش‌هایی را به سرعت انجام دهند. داده‌های لرزه‌سنج کف اقیانوس به‌زودی همراه با سایر داده‌های لرزه‌ای پهنای باند از ایستگاه‌های زمینی، در مرکز داده زلزله کالیفرنیای شمالی: http://www.ncedc.org/، آرشیو تاریخ زلزله در دسترس خواهد بود. توسط UC Berkeley و US Geological Survey.

اگر معلوم شود MOBB داده های مفیدی برای شبکه لرزه نگاری کالیفرنیای شمالی ارائه می دهد، نمونه اولیه ای برای ایستگاه های لرزه نگاری دیگر در بستر دریا خواهد بود که او امیدوار است در امتداد ساحل از زیر مونتری تا نقطه ریس مستقر شود.

همچنین اخیراً به MARS متصل شده است که توسط بنیاد ملی علوم پشتیبانی می شود، یک بسته آکوستیک زیر آب در دانشگاه واشنگتن است که برای نظارت بر حرکات ماهی و زئوپلانکتون طراحی شده است.