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增量式光电编码器机器学习如何改进地震预测

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在包括夏威夷在内的其他地方也发现了类似震级的地震之间有规律间隔的例子,但这些都是例外,而不是规律。更常见的是,递归间隔以具有较大误差范围的平均值给出。对于容易发生大地震的地区,这些间隔可以在数百年的尺度上,不确定性条也可以跨越数百年。显然,这种预测方法远非一门精确的科学。

加州理工学院的地球物理学家、美国地质勘探局的前高级科学家汤姆·希顿(Tom Heaton)对我们能否预测地震持怀疑态度。他把它们看作是随机过程,这意味着我们可以给事件加上概率,但我们无法准确地预测它们。

“从物理学的角度来看,这是一个混沌系统,”希顿说。这一切背后的重要证据表明,地球的行为是有序和确定的。但如果对地下发生的事情没有很好的了解,就不可能凭直觉感受到这种秩序。他说:“有时候,当你说‘混沌’这个词时,人们会认为你的意思是这是一个随机系统。”“混沌意味着它太复杂了,你无法做出预测。”

但是,随着科学家对地壳内部发生的事情的理解不断发展,他们的工具也越来越先进,期望他们的预测能力会提高并不是没有道理的。

考虑到我们无法量化地球内部发生的事情,地震预测长期以来似乎是不可能的,这是有道理的。但在21世纪初,两项发现开启了这种可能性。

首先,地震学家在日本西南部的一个构造区发现了一个奇怪的低振幅地震信号。发作时间从几个小时到几个星期不等,而且发生的时间有一定的规律;这和他们以前见过的都不一样。他们称之为构造震动。

与此同时,研究卡斯卡迪亚俯冲带的测地线学家发现了部分地壳缓慢向其通常方向相反移动的证据。卡斯卡迪亚俯冲带是美国太平洋西北部海岸外的一大片区域,一个板块潜入另一个板块之下。这种现象被称为慢滑事件,发生在地壳的一个薄区域,位于经常发生地震的区域下方,那里的高温和高压对岩石的行为和它们相互作用的方式有更大的影响。

研究卡斯卡迪亚的科学家们也观察到了在日本发现的相同类型的信号,并确定它与这些缓慢滑动事件发生在同一时间和同一地点。一种新的地震类型被发现了。像常规地震一样,这些短暂的事件——缓慢的地震——会重新分配地壳中的应力,但它们可以在各种时间尺度上发生,从几秒到几年。在某些情况下,如在卡斯卡迪亚,它们经常发生,但在其他地区,它们是孤立的事件。

 

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