科学家部署远程传感器阵列来跟踪美属萨摩亚的地震群

美国地震学会，加利福尼亚州奥尔巴尼

马努阿群岛地图，其中包含 Raspberry Shake 位置（红色三角形）和贡献毡报告的村庄（黑色方块）。蜂群起源于黄色环和红色环相交的地方：塔乌岛的正下方或北部或南部的近海。 （图片：尹等人）

7月下旬至2022年10月，美属萨摩亚马努阿群岛的居民每天都会感觉到几次地震，引发了对即将发生火山喷发或海啸的担忧。

该地区的地震目录没有发现任何结果，因为这些岛屿缺乏可以测量震动并帮助地震学家寻找地震群来源的地震监测网络。

但塔乌岛、奥富岛和奥洛塞加岛的居民需要答案，因此美国地质调查局的克拉拉·尹 (Clara Yoon) 和她的同事找到了另一种方法来填补地震空白。他们使用机器学习和一种称为模板匹配的技术，对距离美属萨摩亚群 250 公里处的单个地震传感器记录的震动数据进行分析。

他们利用这些单站数据并结合居民的震动报告来跟踪地震群，直到 2022 年 8 月和 9 月在美属萨摩亚安装了当地的永久性地震台。

非喷发火山地震群于 2022 年 7 月在塔乌岛近海约 15 公里处开始。萨摩亚火山岛是在太平洋板块移动到南太平洋热点地区时出现的。

居民报告称，频繁的摇晃每天发生多次，每次持续几秒钟，这是最初有关蜂群的唯一信息。尹说：“地震发生时，美属萨摩亚没有仪器地球物理监测，因此甚至不存在有关震动源的基本信息（对紧急决策和公共安全有影响）。

为了解决这个问题，研究人员求助于萨摩亚乌波卢岛的一个远程地震台，该台是全球地震网络的一部分，该台的数据可以通过 EarthScope 数据中心近乎实时地下载，Yoon 说。

然而，美属萨摩亚地震群的地震信号很难在遥远的台站检测到，因此 Yoon 和同事使用了一种名为 EQTransformer 的深度学习模型以及一种名为模板匹配的技术，从嘈杂的地震背景中挑选出这些微小的地震。

尹说：“EQTransformer 发现了许多地震，地点与美属萨摩亚东部一致，其中最大的地震与有感报告的时间相符。” “这些有感报告由当地居民向国家气象局提供，是地震数据的重要来源，让我们相信 EQTransformer 检测到的事件实际上与当地居民感受到的地震相同。”

通过该事件的新地震目录，研究人员能够描述群活动的爆发和峰值。 2022 年 8 月部署的便携式且廉价的 Raspberry Shake 传感器有助于快速定位蜂群区域。研究人员得出结论，这次火山群于 2022 年 10 月结束，没有喷发，但很可能与火山岩浆运动有关。

Yoon 表示，像他们的单站技术这样的方法可能在世界上其他永久地震监测稀疏且对地震危害了解甚少的地方有用，例如可能发生海啸的近海地区或构造板块内的地震。她补充说，美属萨摩亚群发生的最大地震为 4.5 级，因此全球地震网络不太可能检测到该地震。

尹说：“如果附近没有人报告频繁的震动，这群美属萨摩亚蜂群可能完全不会被注意到。” “许多未知的震源和现象有待发现，也许未来深度学习方法在地震学中的大规模综合应用会被发现。”

如需了解更多信息，请联系美国地震学会：此电子邮件地址已受到垃圾邮件机器人保护。您需要启用 JavaScript 才能查看它..