超級計算機模擬舊金山灣區海沃斷層大地震

【大紀元2018年02月12日訊】(大紀元記者周鳳臨綜合報導)勞倫斯利弗摩爾國家實驗室(Lawrence Livermore)、勞倫斯伯克利(Lawrence Berkeley)國家實驗室的科學家們2月8日宣布,他們利用超級計算機,成功模擬在海沃斷層帶發生里氏7級大地震的情況下,地震波在舊金山灣區的傳播,以及對不同區域造成的不同影響。

穿越舊金山灣區東灣的海沃斷層(Hayward Fault)被認為是非常危險的斷層帶之一,據美國地質調查局(United States Geologic Survey)估計,在接下來30年內海沃斷層帶發生里氏6.7級或者以上大地震的可能性高達1/3,一旦發生,將對東灣建築、交通、電力設施,以至於經濟和社會產生災難性的影響。

這2個國家實驗室利用了世界上最強大的超級計算機的計算能力,模擬了海沃斷層帶發生里氏7.0級大地震的情況下,地震波更為真實的表現狀態,這一研究成果發表在《地球物理研究通訊》(Geophysical Research Letters)上。

據悉,過去模擬地震造成的地面運動,只計算到低頻不超過0.5-1赫茲(每秒震動多少次的單位),而這項新的模擬,能夠模擬到頻率為4-5赫茲的震動,在這些頻率下的震動,能夠更好地估算在地震發生時,建築物對地面搖晃是如何響應的。

研究基於勞倫斯利弗摩爾國家實驗室開發的SW4地震模擬程序,結合目前最先進的美國地質調查局的3D地理、地表分布勘測數據,計算出在海沃斷層帶發生大地震時,地震波在地面的傳播,以及對整個灣區的影響。模擬結果與實際觀測到的地震情況相當吻合。

勞倫斯利弗摩爾國家實驗室主導該研究的地震學家阿蒂.羅傑斯(Artie Rodgers)表示,這項研究表明,超級計算能夠用於大面積、地區性地計算出比以往任何時候更為真實的地震狀況。

計算出的地震場景通常稱為「情景地震」(scenario earthquake),是模擬出的許多種地震可能性中的一種。

羅傑斯說,這項研究的目的並不是預測未來甚麼時候會在海沃斷層帶發生里氏7.0級地震,只是能夠用3D的形式模擬出直到4赫茲的地震狀態。該團隊今後還會令最高模擬頻率達到8-10赫茲,模擬出更為真實的震動。

模擬顯示,地震發生時,東灣的東側(包括奧林達(Orinda)、摩拉加(Moraga)市)比西側(伯克利、奧克蘭等城市)晃動得更厲害。這一結果與不同地區的不同地質組成有關,例如東灣山深層是較脆弱的沉積岩構成。

2018年1月4日在伯克利發生的里氏4.4級地震,為調整模擬程序、使結果更符合實際提供了絕佳的機會。◇

(此文發表於1173A期舊金山灣區新聞版)

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責任編輯:王洪生