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如果在太平洋西北沿海發生8級或9級特大逆沖地震,來自海底地震儀(OBS)的數據可以縮短ShakeAlert系統計算的地震檢測時間。
在2026年美國地震學會年會上,佐伊·克勞斯表示,通過整合兩組海底地震儀數據,ShakeAlert系統的檢測時間可縮短5到9秒。第一組是俄勒岡州近海部署的六個有線OBS,屬于海洋觀測倡議(OOI)區域有線網絡的一部分;第二組是溫哥華島附近海域由加拿大海洋網絡(ONC)NEPTUNE電纜部署的五個有線OBS。
目前在俄勒岡州近海只有兩個有線OBS,但卡斯卡迪亞近海俯沖帶觀測項目(COSZO)將于今年夏天為OOI網絡新增四個OBS,讓這些潛在的檢測時間縮短變得更有可能實現。
太平洋西北地震監測網和華盛頓大學的博士后研究員克勞斯說,如果這些電纜能通過分布式聲學傳感(DAS)技術把這些電纜變成密集地震陣列,探測時間最多能縮短10到18秒。
克勞斯及其同事的進一步建模表明,海底地震儀(OBS)和近海分布式聲學傳感(DAS)傳感器采集的數據,也能讓ShakeAlert系統更準確地估算地震震級和位置。
研究人員說,根據OOI和ONC現有海底地震儀的分布,對于近海區域的地震,在已經縮短的探測時間基礎上,這些改進還能再多給最多40秒的預警時間。
海底傳感器怎么讓ShakeAlert更厲害?
克勞斯說,研究想看有線海底地震儀(OBS)部署能不能幫ShakeAlert系統增加價值。“我們發現它們能多爭取到預警時間。哪怕只布設一小塊,效果也差很多。”
胡安·德富卡板塊在太平洋西北部大概離岸100到150公里的地方,開始俯沖到北美板塊下面。“這就是我們所說的形變前沿,”克勞斯解釋說,“在9級大地震中,差不多是地震可能發生的最大范圍。”
俄勒岡網絡中兩個有線海底地震儀跨在形變前沿兩邊,相距約20公里。接下來四個會沿著一條南北弧線往內陸更深處放。“站越靠近震中,偵測速度就越快,”克勞斯說。
利用DAS技術擴大覆蓋范圍
多設一些海底觀測站當然是好事,但部署分布式聲學傳感(DAS)將大幅增加用于地震檢測和預警的傳感器覆蓋范圍。要把DAS數據整合到現在的ShakeAlert系統里沒那么簡單,但克勞斯說,許多研究人員正在想辦法讓它行得通。
克勞斯等人希望最終跟那些有光纖電纜的電信公司合作,擴大DAS數據的收集。跟專門搞科研鋪的電纜比,這些電信公司的光纖電纜覆蓋了全球更多的海底區域。
這些電纜靠著一種叫光中繼器的信號加強器,能傳幾千公里遠。以前,DAS只能用在前頭大概100公里的電纜上,一到光中繼器那里就斷了。
在SSA會議的第二場報告中,克勞斯提到,諾基亞貝爾實驗室的合作伙伴通過技術進步,正在突破這個瓶頸。去年冬天,這套新系統在俄勒岡近海電纜上測試了三個月。克勞斯表示:“現在我們拿到了中繼器之外、延伸到近海數百公里外的數據。”
“從這套測試數據里我們學到了很多,我很期待今后怎么用這項技術,”她說。
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