地球科学动态监测快报

2019年第23期

美大学研发新型浅水浮标改善地震和海啸预报

20191121日,美国南佛罗里达大学(University of South FloridaUSF)发布消息称,该校的地球科学家已经成功开发并测试了一种新型的高科技浅水浮标,该浮标可以检测到地球海底的微小运动和变化,这些运动和变化通常是致命自然灾害(例如地震,火山和海啸)的先兆。

该浮标是在美国国家科学基金会(NSF)海洋技术和跨学科协调计划的822000美元资助下开发的,该浮标去年安装在墨西哥湾的Egmont Key附近,并一直在产生有关海床三维运动的数据。南佛罗里达大学地球科学学院杰出教授Tim Dixon表示,该系统最终将能够检测到地壳应力和应变的微小变化。

目前,研究人员正在申请专利的海底大地测量系统是一个锚固的浮标,其上面装有高精度的全球定位系统(GPS)。尽管目前有几种用于海底监测的技术,但是该技术通常在噪音干扰较小的深海中效果最好。浅层沿海水域(深度小于几百米)是更具挑战性的环境,但对于许多应用(包括某些类型的毁灭性地震)来说,也是重要的环境。

研究人员称,近海应变的积累和释放过程对于理解大型逆冲地震和海啸至关重要。该实验浮标使用沉重的混凝土压舱物放置在海底,并且能够抵御多种风暴,包括向墨西哥湾进发的迈克尔飓风(Hurricane Michael)。Dixon表示,该系统能够检测到小到一到两厘米的运动。

该系统是为太平洋“火环”中的俯冲带设计的,目前对海上应变的积累和释放过程缺乏很好的监控。Egmont Key测试位置仅23m深,尽管佛罗里达州不易发生地震,但Egmont Key附近的水域被证明是该系统的绝佳测试地点。系统在那里经历了强烈的潮汐,由此测试了浮标的稳定性和方向校正系统。测试的下一步将是在佛罗里达西海岸墨西哥湾的更深水域。

Dixon表示,这项技术在海上石油和天然气工业以及某些地方的火山监测中有多种潜在应用,但最大的作用可能是改进俯冲带地震和海啸的预报,类似2004年苏门答腊地震和2011年日本特大地震和海啸是他们希望在未来更好地理解和预测的事件。

(赵纪东 编译)