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- 科學(xué)家利用遠(yuǎn)程傳感器監(jiān)測美屬薩摩亞地震群
- 來源：美國地震學(xué)會 發(fā)表于 2025/2/18
圖片來源：《地震記錄》（2025 年）。DOI: 10.1785/0320240040
在 2022 年 7 月下旬至 10 月期間，美屬薩摩亞馬努阿群島的居民每天都會感覺到幾次地面震動，這引發(fā)了人們對即將發(fā)生火山噴發(fā)或海嘯的擔(dān)憂。
該地區(qū)的地震目錄中卻沒有相關(guān)記錄，因為這些島嶼缺乏能夠測量震動并幫助地震學(xué)家尋找地震群震源的地震監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。
但是，塔烏島、奧富島和奧洛塞加島的居民需要得到答案，于是美國地質(zhì)調(diào)查局的克拉拉・尹（Clara Yoon）和她的同事們找到了另一種填補地震數(shù)據(jù)空白的方法。他們對距離美屬薩摩亞地震群 250 公里處的單個地震傳感器記錄的震動數(shù)據(jù)，運用了機器學(xué)習(xí)和一種稱為模板匹配的技術(shù)。
在《地震記錄》中，尹和她的同事們分享了他們?nèi)绾卫眠@些單臺站數(shù)據(jù)，結(jié)合居民的震動報告來追蹤地震群，直到 2022 年 8 月和 9 月美屬薩摩亞安裝了當(dāng)?shù)氐挠谰眯缘卣鹋_站。
這次非火山噴發(fā)引起的地震群始于 2022 年 7 月，位于塔烏島近海約 15 公里處。薩摩亞火山群島是由于太平洋板塊在南太平洋的一個熱點上移動而形成的。
起初，居民們關(guān)于頻繁震動的報告是了解這次地震群的唯一信息，他們稱每天會發(fā)生多次震動，每次持續(xù)幾秒鐘。
尹說：“地震開始時，美屬薩摩亞沒有儀器進行地球物理監(jiān)測，所以甚至連關(guān)于震動震源的基本信息都沒有，而這些信息對緊急決策和公共安全至關(guān)重要�！�
尹指出，為了解決這個問題，研究人員求助于位于薩摩亞烏波盧島的一個遠(yuǎn)程地震臺站，該臺站是全球地震臺網(wǎng)的一部分，其數(shù)據(jù)可以通過地球觀測數(shù)據(jù)中心近乎實時地下載。
然而，在這個遠(yuǎn)程臺站很難檢測到美屬薩摩亞地震群的地震信號，因此尹和她的同事們使用了一種名為 EQTransformer 的深度學(xué)習(xí)模型，以及一種稱為模板匹配的技術(shù)，從嘈雜的地震背景中識別出這些微小的地震。
尹解釋說：“EQTransformer 發(fā)現(xiàn)了許多震中位置與美屬薩摩亞東部相符的地震，其中最大的地震與居民感覺到震動的時間相吻合。美屬薩摩亞當(dāng)?shù)鼐用裣驀覛庀缶痔峁┑倪@些有感報告，是關(guān)于這些地震的重要數(shù)據(jù)來源，這讓我們確信 EQTransformer 檢測到的地震事件實際上就是當(dāng)?shù)鼐用窀惺艿降牡卣��！?/p>
有了這次事件的新地震目錄，研究人員得以確定地震群活動的起始時間和峰值。2022 年 8 月部署的便攜式且價格低廉的 Raspberry Shake 傳感器，幫助快速確定了地震群發(fā)生的區(qū)域。
研究人員得出結(jié)論，這次地震群在 2022 年 10 月結(jié)束，沒有引發(fā)火山噴發(fā)，但很可能與火山巖漿活動有關(guān)。
尹指出，像他們這種單臺站監(jiān)測技術(shù)的方法，可能在世界上其他永久性地震監(jiān)測稀少、對地震危害了解不足的地方有用，比如可能發(fā)生海嘯的近海區(qū)域或板塊內(nèi)部的地震區(qū)域。
她還補充說，美屬薩摩亞地震群中最大的地震震級為 4.5 級，這樣的震級不太可能被全球地震網(wǎng)絡(luò)檢測到。
尹說：“如果附近沒有人報告頻繁的震動，這次美屬薩摩亞的地震群可能就會完全不被察覺。許多未知的地震震源和現(xiàn)象正等待被發(fā)現(xiàn)，也許未來在地震學(xué)中大規(guī)模全面應(yīng)用深度學(xué)習(xí)方法就能實現(xiàn)這一點。”
更多信息：克拉拉・E・尹等人，《對 2022 年 7 月至 10 月美屬薩摩亞塔烏火山地震群的遠(yuǎn)程單臺站地震監(jiān)測》，《地震記錄》（2025 年）。DOI: 10.1785/0320240040
由美國地震學(xué)會提供
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