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超级计算机模拟旧金山湾区海沃断层大地震

【大纪元2018年02月12日讯】(大纪元记者周凤临综合报导)劳伦斯利弗摩尔国家实验室(Lawrence Livermore)、劳伦斯伯克利(Lawrence Berkeley)国家实验室的科学家们2月8日宣布,他们利用超级计算机,成功模拟在海沃断层带发生里氏7级大地震的情况下,地震波在旧金山湾区的传播,以及对不同区域造成的不同影响。

穿越旧金山湾区东湾的海沃断层(Hayward Fault)被认为是非常危险的断层带之一,据美国地质调查局(United States Geologic Survey)估计,在接下来30年内海沃断层带发生里氏6.7级或者以上大地震的可能性高达1/3,一旦发生,将对东湾建筑、交通、电力设施,以至于经济和社会产生灾难性的影响。

这2个国家实验室利用了世界上最强大的超级计算机的计算能力,模拟了海沃断层带发生里氏7.0级大地震的情况下,地震波更为真实的表现状态,这一研究成果发表在《地球物理研究通讯》(Geophysical Research Letters)上。

据悉,过去模拟地震造成的地面运动,只计算到低频不超过0.5-1赫兹(每秒震动多少次的单位),而这项新的模拟,能够模拟到频率为4-5赫兹的震动,在这些频率下的震动,能够更好地估算在地震发生时,建筑物对地面摇晃是如何响应的。

研究基于劳伦斯利弗摩尔国家实验室开发的SW4地震模拟程序,结合目前最先进的美国地质调查局的3D地理、地表分布勘测数据,计算出在海沃断层带发生大地震时,地震波在地面的传播,以及对整个湾区的影响。模拟结果与实际观测到的地震情况相当吻合。

劳伦斯利弗摩尔国家实验室主导该研究的地震学家阿蒂.罗杰斯(Artie Rodgers)表示,这项研究表明,超级计算能够用于大面积、地区性地计算出比以往任何时候更为真实的地震状况。

计算出的地震场景通常称为“情景地震”(scenario earthquake),是模拟出的许多种地震可能性中的一种。

罗杰斯说,这项研究的目的并不是预测未来什么时候会在海沃断层带发生里氏7.0级地震,只是能够用3D的形式模拟出直到4赫兹的地震状态。该团队今后还会令最高模拟频率达到8-10赫兹,模拟出更为真实的震动。

模拟显示,地震发生时,东湾的东侧(包括奥林达(Orinda)、摩拉加(Moraga)市)比西侧(伯克利、奥克兰等城市)晃动得更厉害。这一结果与不同地区的不同地质组成有关,例如东湾山深层是较脆弱的沉积岩构成。

2018年1月4日在伯克利发生的里氏4.4级地震,为调整模拟程序、使结果更符合实际提供了绝佳的机会。◇

(此文发表于1173A期旧金山湾区新闻版)

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责任编辑:王洪生