Новый метод позволяет увидеть недра Земли, используя изменения ее поверхности
10 июля 2024 г.
Технологии картографирования поверхности, такие как GPS или лазерное сканирование, давно используются для измерения особенностей земной поверхности. Технология, разработанная в Техасском университете в Остине, позволяет ученым использовать эти технологии, чтобы заглянуть внутрь планеты.
Метод, описанный исследователями как «визуализация деформаций» (deformation imaging), дает результаты, сравнимые с сейсмической визуализацией, и информацию о жесткости земной коры и мантии. Это способствует пониманию того, как происходят землетрясения и другие масштабные геологические процессы, сообщила Симона Пьюэл. Она разработала этот метод для исследовательского проекта в Институте геофизики Техасского университета.
«В сочетании с другими методами, такими как сейсмические, электромагнитные или гравитационные, можно создать гораздо более полную механическую модель землетрясения способом, который прежде никогда не применялся», – сказала Симона Пьюэл.
Симона Пьюэл, будучи аспиранткой Калифорнийского технологического института, в 2024 году уже представила теорию, лежащую в основе этого метода. Исследование, опубликованное в Science Advances, демонстрирует его в действии. Данные GPS, полученные во время землетрясения в Японии в Тохоку в 2011 году, использовались, чтобы получить изображение недр на глубине около 100 километров.
На изображении были видны тектонические плиты и вулканическая система под японской частью Тихоокеанского вулканического огненного кольца, включая область, которая, как полагают, является глубинной магматической камерой, питающей систему. Впервые такой резервуар был обнаружен с использованием сугубо поверхностной информации.
Метод основывается на том, что земная кора представляет собой смесь скалистых пород с различными упругими свойствами. Некоторые из них – более податливые, а другие – более жесткие. Это приводит к неравномерному сжатию и расширению земной коры. Например, характер вибрации Земли во время землетрясения отражает ее состав, и это оставляет следы на поверхности.
Чтобы преобразовать эту неравномерную деформацию в изображение недр, исследователи построили компьютерную модель. Модель рассчитала жесткость, основываясь на том, насколько сильно датчики GPS сместились относительно друг друга во время землетрясения. Результатом стала трехмерная картина недр Земли, основанная на изменениях на ее поверхности.
Преимущество нового метода заключается в том, что он может задействовать спутниковые измерения. По словам соавтора исследования Торстена Бекера, профессора школы Джексона, благодаря новой технологии, космический аппарат НАСА NISAR сможет получить важную информацию о некоторых наиболее геологически опасных регионах мира. Непрерывно картографируя земную поверхность, спутник позволит ученым проследить структурные изменения в сейсмических разломах. Соавтор исследования Омар Гаттас, профессор в Университете Техаса, сказал, что новый метод может стать важным шагом на пути создания цифровых двойников Земли.
Источник: Техасский университет в Остине.
Метки: зарубежные исследования