Вчені планують розгорнути датчики землетрусів на дні океану

Система раннього попередження про землетруси ShakeAlert стрімко розвивається з моменту свого запуску у 2021 році.

Джерело: phys.org

Наразі дослідники з Тихоокеанської північно-західної сейсмічної мережі (PNSN) при Вашингтонському університеті завершили всі заплановані роботи, довівши загальну кількість моніторингових станцій до 569 у штатах Вашингтон та Орегон. ShakeAlert фіксує рух ґрунту ще до того, як його відчують люди, даючи їм дорогоцінний час, щоб знайти укриття. Землетрус магнітудою понад 5 балів автоматично запускає екстрені сповіщення на мобільні телефони. Мільйони людей уже користуються перевагами цієї мережі, але вчені шукають шляхи її вдосконалення, зокрема через розширення датчиків на дно океану для моніторингу небезпечної зони субдукції Каскадія.

Західне узбережжя США є гарячою точкою сейсмічної активності, оскільки воно розташоване у Тихоокеанському вогняному колі, де стається 90% усіх землетрусів на планеті. Трохи більше року тому помірний землетрус під островом Оркас став першим серйозним випробуванням для ShakeAlert у Вашингтоні. Кілька сейсмометрів миттєво зафіксували сигнал і передали його до штаб-квартири для перевірки. Поштовх був недостатньо потужним, щоб увімкнути загальну мобільну тривогу чи спричинити значні руйнування, але користувачі спеціальних додатків та пристроїв Android у зоні ураження отримали попередження. Система спрацювала швидко й точно всього за кілька секунд. Під час масштабнішого землетрусу сповіщення надходитимуть автоматично, а також запускатимуть захисні заходи: автоматичне відчинення дверей пожежних депо та сповільнення поїздів метро.

Зараз система є найефективнішою для землетрусів, що стаються на суші, оскільки саме там розміщені всі датчики. Проте найбільша загроза для регіону походить саме з боку океанського узбережжя. Розширення мережі за рахунок донних сейсмометрів може значно покращити час виявлення та попередження про підводні поштовхи, зокрема про очікуваний потужний мегаземлетрус у зоні Каскадія. Головна проблема полягає в тому, що для миттєвої передачі даних глибоководні датчики мають бути підключені до спеціальних підводних кабелів, а це дуже дорого. Наприклад, Японія після катастрофічного землетрусу 2011 року інвестувала 120 мільйонів доларів у створення мережі з понад 200 підводних станцій уздовж своїх зон субдукції.

У зоні Каскадія зараз є лише кілька таких датчиків: п'ять біля острова Ванкувер і два біля узбережжя Орегону. Проєкт під керівництвом Вашингтонського університету цього літа додасть чотири нові сенсори до орегонського підводного кабелю, який тягнеться на сотні миль і двічі перетинає зону субдукції. Хоча жоден із цих морських датчиків ще не інтегрований безпосередньо у систему ShakeAlert, нові дослідження доводять їхню потенційну ефективність. Моделювання показало, що додавання навіть кількох океанічних сенсорів суттєво пришвидшує фіксацію поштовхів та покращує оцінку їхньої магнітуди, оскільки вони розташовані ближче до лінії розлому. Це дозволить виграти додатковий час для сповіщення мільйонів людей на суходолі.

Окрім встановлення нових датчиків, дослідники вивчають можливість використання вже існуючих телекомунікаційних кабелів за допомогою методу розподіленого акустичного зондування (DAS), який реєструє коливання ґрунту на основі розтягування самого кабелю. Інтеграція технології DAS дозволить значно розширити зону охоплення без значних фінансових витрат, що забезпечить колосальне збільшення часу для евакуації людей. Попри наявність певних технічних та організаційних перешкод на шляху впровадження глибоководних датчиків у систему ShakeAlert, науковці впевнені, що всі ці виклики можна подолати. Завершення будівництва наземної мережі є важливою віхою, проте робота над тим, щоб зробити систему швидшою, кращою та надійнішою, триває безперервно.