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引力信号可以以光速探测地震

科学 地球
wanwan (42055)发表于 2022年05月13日 15时28分 星期五
来自力量
世界最大的地壳板块在日本海岸震动两分钟后,气象机构就向大约 5000 万居民发出了最后警告:8.1 级地震引发了一场冲向海岸的海啸。但直到海浪到达数小时后,专家们才评估出了 2011 年 3 月 11 日东北地震的真实规模。最终它被评为 9 级——释放出的能量是专家预测的 22 倍以上,造成至少 1.8 万人死亡,一些受到影响的地区从未收到过警报。现在科学家找到了一种方法,可以更快、更准确地估计出地震的级别,方法是使用计算机算法识别以光速从断层射出的引力波的尾迹。 参与寻找引力波(由大质量物体运动产生的时空涟漪)的研究人员意识到,这些以光速传播的引力信号也可以被用来监测地震。在激光干涉仪引力波天文台工作的弗罗里达大学物理学家 Bernard Whiting 表示:“想法是只要质量移动到任何地方,引力场就会发生变化,并且……一切都会感受到它。”“令人惊奇的是,这些信号甚至也会出现在地震仪中。”在 2016 年 Whiting和同事报告称,常规地震仪可以检测到这些引力信号。地震导致质量发生巨大变化;这些变化会产生引力效应,使现有的引力场和地震仪下方的地面都发生变形。通过测量这两者之间的差异,科学家得出结论,他们可以创建一种新的地震预警系统。引力信号在第一波地震波到达之前出现在地震仪上,地震图上的这一部分在传统中一直被忽略。Whiting 表示,通过将来自数十个地震仪的信号相互叠加,科学家可以识别模式来解释大型地震的大小和位置。现在法国蔚蓝海岸大学(Cote d'Azur University)的博士后 Andrea Licciardi 和他同事构建出了一种机器学习算法进行模式识别。他们用数十万次模拟地震训练模型,然后用东北地震的真实数据集对其进行了测试。研究人员在《自然》期刊上报告称,该模型在大约 50 秒内准确预测了该地震的震级——比其他最先进的预警系统更快。Whiting 表示:“这不仅仅是一个想法的种子——他们证明这是可以做到的。”“我们展示的是原理论证。他们展示的是实践证明。”