UCERF3 - Уикипедия - UCERF3

2015 жыл Калифорниядағы жер сілкінісінің жарылуы туралы бірыңғай болжам, 3-нұсқа, немесе UCERF3, штат үшін жер сілкінісінің үзілуінің соңғы ресми болжамы (ERF) Калифорния, ауыстыру UCERF2. Бұл ұзақ мерзімді және жақын аралықта ықтимал зақымдануы мүмкін жер сілкінісі үзілістерінің ықтималдығы мен ауырлығын беделді бағалауды ұсынады. Мұны жердегі қозғалыс модельдерімен ұштастыра отырып, белгілі бір уақыт аралығында күтуге болатын жер сілкінісінің ауырлығына баға береді (сейсмикалық қауіп ) және қоршаған ортаға қауіп төндіреді (сейсмикалық қауіп ). Бұл ақпарат инженерлік жобалау және құрылыс нормалары, апатты жоспарлау және жер сілкінісі сақтандыру сыйлықақыларының болашақ шығындар үшін жеткілікті ме екендігін бағалау үшін қолданылады.[1] Әр түрлі қауіпті көрсеткіштер[2] UCERF3 көмегімен есептеуге болады; типтік метрика - бұл шаманың ықтималдығы[3] М 6.7 жер сілкінісі (мөлшері 1994 Нортридждегі жер сілкінісі ) 2014 жылдан бастап 30 жыл ішінде (ипотеканың әдеттегі мерзімі).

UCERF3 дайындады Калифорниядағы жер сілкінісінің ықтималдығы бойынша жұмыс тобы (WGCEP), арасындағы ынтымақтастық Америка Құрама Штаттарының геологиялық қызметі (USGS), Калифорния геологиялық қызметі (CGS) және Оңтүстік Калифорния жер сілкінісі орталығы (SCEC) арқылы қаржыландырылады Калифорния жер сілкінісі басқармасы (CEA).[4]

Калифорния (ақ түспен көрсетілген) және UCERF 3.1-дің 2,606 ақаулар бөлімшелерін көрсететін буферлік аймақ. Түстер соңғы 30 жыл ішінде M ≥ 6.7 жер сілкінісінің болу ықтималдығын (пайызбен) көрсетеді, бұл соңғы жер сілкінісінен кейін жинақталған күйзелісті есепке алады. Эффекттерін қамтымайды Каскадия субдукция аймағы (көрсетілмеген) солтүстік-батыс бұрышында.

Маңызды оқиғалар

UCERF3-тің басты жетістігі - соңғы жер сілкіністерінде байқалған көпфункционалды жарылысты модельдей алатын жаңа әдістемені қолдану.[5] Бұл сейсмиканы шынайы түрде таратуға мүмкіндік береді, бұл алдын-ала зерттеулермен проблеманы орташа мөлшердегі жер сілкіністерін шамадан тыс болжаған (6,5-тен 7,0 баллға дейін) алдын-ала шешті.[6] Магнитудадағы жер сілкінісінің жылдамдығы (М[7]) 6,7 және одан жоғары (бүкіл штат бойынша) қазір 4,8 жылда бір емес, 6,3 жылда бір болады деп есептеледі. Екінші жағынан, қуаты 8 және одан жоғары баллдық жер сілкіністері қазір шамамен 494 жылда (617-ден төмен) күтілуде.[8] Әйтпесе, жалпы сейсмикалық күту, әдетте, ертерек алынған нәтижелерге сәйкес келеді.[9] (Қараңыз Кесте А жалпы ставкалардың қысқаша мазмұны үшін.)

Ақаулық моделінің деректер базасы қайта қаралды және UCERF2 үшін 200-ге жуық, 350 ақаулар бөлімін қамту үшін кеңейтілді және ақауларды жақсы сипаттайтын жаңа атрибуттар қосылды.[10] Әр түрлі техникалық жетілдірулер де жасалды.[11]

Кесте А: Болжалды ықтималдығы (минимум, ең ықтималКелесі отыз жыл ішінде Калифорнияның әр түрлі аймақтары үшін берілген магнитудадағы жер сілкінісі1
М≥6.06.77.07.57.78.0
Барлық CA100% 100% 100%97% 100% 100%77% 93% 100%17% 48% 85%  3% 27% 71%  0%   7% 32%
N. CA100% 100% 100%84% 95% 100%55% 76% 96%  8% 28% 60%  1% 15% 45%  0%   5% 25%
S. CA100% 100% 100%77% 93% 100%44% 75% 97%  9% 36% 79%  2% 22% 68%  0%   7% 32%
SF  89% 98% 100%52% 72% 94%27% 51% 84%  5% 20% 43%  0% 10% 32%  0%   4% 21%
LA  84% 96% 100%28% 60% 92%17% 46% 87%  5% 31% 77%  1% 20% 68%  0%   7% 32%
1. 7-кестеден Field et al. 2015 ж, б. 529. «М» дегеніміз момент шамасы (512-бет).

Төменгі кестеде негізгі ақаулардың орналасуы, сырғанау жылдамдығын көрсететін сегменттері түсті кодталған (жылына 40 мм-ге дейін).[12]

Алдыңғы зерттеулерде бағаланған алты негізгі қателіктердің ішінен Оңтүстік Сан-Андреас кінәлі алдағы 30 жылда M ≥ 6.7 жер сілкінісі болуы ықтимал болып қала береді. Мұндай ықтималдылықтың ең үлкен өсуі Калаверас кінәлі (қараңыз негізгі ақаулар картасы орташа (ең ықтимал) мәні қазір 25% деңгейінде орнатылған жерде). Ескі мән, 8%, қазір күтілетін минимумнан аз (10%). Алдыңғы бағаланбаған негізінен көпфункциялы жарықшақтар модельделмегендіктен деп саналады, бұл көптеген жыртықтардың мөлшерін шектеді.[13]

Ықтималдықтың ең үлкен төмендеуі - Сан-Хасинто кінәлі, бұл 32% -дан 9% -ға дейін жетті. Мұның себебі көпфункционалды жарылысқа байланысты, бірақ мұнда жер сілкінісі аз, бірақ олар үлкенірек болуы мүмкін (M ≥ 7.7) [14]

Кесте В

Кесте В: 30 жыл ішінде M ≥ 6.7 жер сілкінісінің жиынтық ықтималдығы (және UCERF2-ден өзгеру)1
Кінә2Бөлімдер карталары3QFFDB
Кінә#4		Ұзындық5Көрнекті жер сілкіністеріМин.6ОрташаМакс.
Сан-Андреас айыбы оңтүстік

Паркфилд
Чоламе
Карризо
Big Bend
Mojave N
Mojave S
Сан-Бернардино Н.
Сан-Бернардино С
Сан-Горгонио асуы
N. Филиал фабрикасы Cr
Coachella

1f
1г
1с
1i
1ж

546 км
339 миль

1857 Теджон фортындағы жер сілкінісі

17%
(−6%)		53%
(−7%)		93%
(−1%)
Сан-Андреас айыбы солтүстік

Offshore
Солтүстік жағалау
түбек
Санта-Круз Мтс
Жылжу бөлімі

1а
1b
1с
1к
1e

472 км
293 миль

1906 ж. Сан-Францискодағы жер сілкінісі

 1%
(−5%)		33%
(+12%)		73%
(+33%)
Хейворд /
Роджерс Крик ақаулығы

Роджерс Крик
Хейвард Солтүстік
Хейвард Оңтүстік

55а
55б
55c
32

150 км
93 миль

1868 Хейворд жер сілкінісі

14%
(−2%)		32%
(0%)		54%
(−14%)
Калаверас қателігі

Солтүстік
Орталық
Оңтүстік

54а
54б
54c
54к

123 км
76 миль

1911 жылы Калаверастағы жер сілкінісі[15]
1979 ж. Койот көлінің жер сілкінісі[16]
1984 Morgan Hill жер сілкінісі [17]
2007 ж. Alum Rock жер сілкінісі[18]

10%
(+8%)		25%
(+17%)		54%
(+32%)
Сан-Хасинто аймағы

Сан-Бернардино
Сан-Хасинто алқабы
Қадамдар
Анза
Кларк
Coyote Creek
Боррего
Суперстан Mtn

125а
125b

125c
125д
125e
125f
125 г.

309 км
192 миля

1918 жылы Сан-Хасинто жер сілкінісі болды

 0%
(−14%)		9%
(23%)		35%
(−20%)
Гарлок ақаулығы

Шығыс
Орталық
Батыс

69а
69b
69c

254 км
158 миль

 0%
(−3%)		8%
(+2%)		37%
(+24%)
Элсинор айыбы

Уайттер
Глен Айви
Қадамдар
Темекула
Джулиан
Койот таулары

126а
126b
126c
126к
126e
126f
126 г.

249 км
217 миль

1910 Эльсиноре жер сілкінісі

 1%
(−4%)		5%
(−6%)		17%
(−8%)
Ескертулер.
1. 6-кестеден бейімделген Field et al. 2015 ж, б. 525. Шамалар әрбір ақауларды қамтитын ақаулық бөлімдерінен жинақталады. Кейбір бөлімдердің жеке ықтималдығы жоғары; 4-кестені қараңыз Field et al. 2015 ж, б. 523. «М» дегеніміз момент шамасы (512-бет).
2. Бұл UCERF2 стресс-жаңаруды модельдеу үшін жеткілікті деректер болған алты ақаулар. Хейвард және Роджерс-Крик ақауларының аймағы бір ақаулық ретінде қарастырылады; Сан-Андреастағы ақаулар екі бөлім ретінде қарастырылады.
3. UCEF3 ақаулар бөлімдері, әр бөлім үшін «қатысу» карталарына сілтемелері бар (қара түспен көрсетілген), бұл бөлім басқа бөлімдермен жарылысқа қатысатын жылдамдықты (түрлі-түсті) көрсетеді. Барлық ақаулар бөліміне қатысу карталары мекен-жайы бойынша қол жетімді http://pubs.usgs.gov/of/2013/1165/data/UCERF3_SupplementalFiles/UCERF3.3/Model/FaultParticipation/ Кейбір ақауларда UCERF2 бастап бөлімдер қосылды немесе бөлінді.
4. USGS Төрттік кезеңнің қателіктері және бүктемелер базасы жиынтық есептерге сілтемелері бар ақаулық сандары. QFFDB карталары енді қол жетімді емес.
5. UCERF-2 ұзындығы, кесте 4; QFFDB мәндерінен өзгеруі мүмкін.
6. Мин. және Макс. ықтималдықтар логикалық ағаштағы ең аз және ықтимал баламаларға сәйкес келеді; орташа - орташа алынған өлшем.
7. Секциялар мен деформация модельдерінің әртүрлілігіне байланысты сырғыма жылдамдықтары енгізілмеген. Суретті қараңыз C21 (төменде) иллюстрация үшін.

Әдістеме

Калифорниядағы жер сілкінісі Тынық мұхит тақтасы, Солтүстік Америка құрлығының жанынан сырғанап, шамамен солтүстік-батысқа қарай. Бұл үшін жылына 34-тен 48 миллиметрге дейін (шамамен бір жарым дюйм) сырғанау қажет,[19] кейбіреулерімен бөлісілген Бассейн және Рандж провинциясы Калифорнияның шығысында.[20] Бұл тайғақ жарылыстармен (жер сілкінісі) және сейсмикалық серпіліс әр түрлі ақаулар бойынша, жыртылу жиілігі сырғудың әртүрлі ақауларға қалай бөлінетіндігіне байланысты (ішінара).

Модельдеу

UCERF3 модельдеудің төрт деңгейі және логикалық ағашты құрайтын кейбір баламалар.[21]

UCERF3 өзінің алдыңғы нұсқасы сияқты төрт модельдеу негізінде анықтайды:[22]

  1. The ақаулық модельдері (FM 3.1 және 3.2) үлкен және үлкен физикалық геометрияны сипаттайды белсенді ақаулар.
  2. Деформация модельдері әр ақау учаскесі үшін сырғанау жылдамдығын және онымен байланысты факторларды, ақаулар жарылғанға дейін қанша штам жиналатынын және содан кейін қанша энергия бөлінетіндігін анықтаңыз. Жер сілкінісі динамикасын басқарудың әртүрлі тәсілдерін көрсететін төрт деформациялық модель қолданылады.
  3. The жер сілкінісінің жылдамдығы моделі (ERM) ұзақ мерзімді жарылу жылдамдығын бағалау үшін осы деректердің барлығына сәйкес келеді.
  4. The ықтималдық моделі соңғы жарылғаннан бері қанша стресс жиналғанын ескере отырып, әрбір ақаулық сегментінің жарылуға қаншалықты жақын (дайын) екенін бағалайды.

Модельдеудің алғашқы үш қабаты Калифорниядағы ықтимал бүлінетін жер сілкіністерінің шамасын, орналасуын және жиілігін ұзақ мерзімді немесе уақытқа тәуелді емес бағалауды анықтау үшін қолданылады. Уақытқа тәуелді модель теориясына негізделген серпімді серпіліс, жер сілкінісі тектоникалық стрессті босатқаннан кейін, тағы бір жер сілкінісін тудыруы үшін жеткілікті стресс жиналуына біраз уақыт болады. Теория бойынша, бұл белгілі бір ақаулық бойынша жер сілкіністерінде белгілі бір заңдылықты тудыруы керек, ал соңғы үзілу күнін білу - келесісін күтуге болатын белгі. Іс жүзінде бұл онша айқын емес, ішінара сырғанау жылдамдығы әр түрлі болғандықтан, сонымен қатар ақаулық сегменттері бір-біріне әсер етеді, сондықтан бір сегменттің жарылуы іргелес сегменттердің жарылуын тудырады. UCERF3 жетістіктерінің бірі - осындай көпфункционалды алшақтықты жақсы өңдеу.[23]

Әр түрлі комбинацияларда алынған әр түрлі баламалар (диаграмманы қараңыз), уақыттың тәуелсіз моделі үшін 1440 тармақтан тұратын логикалық ағашты құрайды, ал егер төрт ықтималдық моделін есептегенде, уақытқа тәуелді модель үшін 5760 тармақтан тұрады. Әр тармақ салыстырмалы ықтималдығы мен маңыздылығына қарай бағаланды және өлшенді. UCERF3 нәтижелері орташа алынған барлық баламалардың орташа мәні болып табылады.[24]

«Үлкен инверсия»

UCERF2-де әр ақаулық бөлек модельденді,[25] жыртылу басқа ақауларға жатпайтын сияқты. Ақауларды сегментациялау туралы болжам UCERF2 M 6.5-тен 7.0 диапазонында шамамен екі есе көп жер сілкінісін болжады деп күдіктенді және көптеген жер сілкіністерінде байқалатын көпфункционалды жарылысқа қайшы келеді.[26]

UCERF3 әрбір ақаулар бөлімін (ақаулық модельдері бойынша) ішкі бөлімдерге бөледі (FM 3.1 үшін 2606 сегмент, ал FM 3.2 үшін 2665 сегменттері), содан кейін бірнеше сегменттердің жарылуын олардың ата-аналарының қайсысына жататындығына қарамай қарастырады. Бұл үзілістерді жойғаннан кейін, мүмкін емес деп саналады FM 3.1 үшін 253.706, ал FM 3.2 үшін 305.709. Бұл UCERF2-де қарастырылған 8000-нан аз жарылыстармен салыстырады және Калифорнияның ақаулар жүйесінің жоғары байланыстылығын көрсетеді.[27]

C қосымшасынан C21-сурет.[28] Үш бірдей деформация модельдерімен анықталған екі параллельді ақаулардағы (Сан-Андреас және Сан-Джасинто) сырғанау жылдамдықтарының учаскелері және толығымен бақыланатын сырғыма жылдамдықтарына негізделген «геологиялық» модель, әр сегмент бойынша вариацияларды көрсетеді. Үлкен инверсия осы және басқа көптеген айнымалыларды шешеді, олар жалпы үйлесімділікті қамтамасыз ететін мәндерді табады.

UCERF-тің маңызды жетістігі - «үлкен инверсия» деп аталатын жүйелік деңгейлік тәсілді дамыту.[29] Мұнда а-ны шешу үшін суперкомпьютер қолданылады сызықтық теңдеулер жүйесі бір уақытта бірнеше шектеулерді қанағаттандырады, мысалы белгілі сырғанау жылдамдығы және т.б.[30] Нәтижесінде қол жетімді деректерге сәйкес келетін модель (мәндер жиынтығы) алынады. Осы әр түрлі факторларды теңдестіру кезінде ол ақаулар моделінде, мүмкін әлі табылмаған ақауларда, сейсмикалық күштің қаншалықты ескерілмейтіндігін болжайды. Белгісіз ақауларда пайда болатын сырғанау мөлшері орналасуына (деформациялау моделіне байланысты) және деформация моделіне байланысты 5-тен 20 мм / жыл аралығында бағаланды, бір модель ЛА-дан солтүстікке қарай 30 мм / жыл жетеді.[31]

Бағалау

UCERF3 UCERF2-ге қарағанда айтарлықтай жақсаруды білдірсе де,[32] және Калифорнияның жер сілкінісі қаупін бағалауға арналған ең жақсы ғылым,[33] авторлар табиғи жүйенің жуықтауы болып қала береді деп ескертеді.[34] Time Independent моделінде бірқатар болжамдар бар,[35] ал соңғы (уақытқа тәуелді) модель нақты түрде «серпімді қалпына келтіруді модельге кірмеген басқа белгілі және күдікті процестердің үстемдігін болжайды».[36] Белгілі процестердің қатарына кеңістіктік емес кластерлеу жатады.[37]

Бірқатар белгісіздік көздері бар, мысалы, ақаулық геометриясын (әсіресе тереңдікте) және сырғанау жылдамдығын жеткіліксіз білу,[38] модельдің әртүрлі элементтерін қолда бар бақылаулармен үйлесімділікке жету үшін қалай теңдестіруде айтарлықтай қиындықтар бар. Мысалы, Сан-Андреастың оңтүстігінде палеосейсмикалық деректерді және сырғанау жылдамдықтарын орналастыру қиынға соғады, нәтижесінде сейсмиканың бағалауы палеосейсмикалық мәліметтерге қарағанда 25% -ға аз. Егер белгілі бір шектеулер (аймақтық шама-жиіліктің таралуы) босаңсытылған болса, деректер сәйкес келеді, бірақ бұл қалыпты жағдайларды шамадан тыс болжауға мүмкіндік береді.[39]

Маңызды нәтиже - бұл жалпы қабылданған Гутенберг-Рихтер (GR) арақатынасы (жер сілкіністерінің таралуы шамасы мен жиілігі арасындағы белгілі бір байланысты көрсетеді) ағымдағы UCERF3 моделінің кейбір бөліктеріне сәйкес келмейді. Модель GR дәйектілігіне жету үшін сейсмологиялық түсінікте «консенсус деңгейінде қабылданудың қазіргі шегінен шығып кететін» белгілі бір өзгерістерді қажет ететіндігін білдіреді.[40] Гутенберг-Рихтер қатынасы жекелеген ақаулар масштабында қолданылмайды ма, әлде моделдің қандай да бір негізі дұрыс емес болса да, «ғылыми тұрғыдан бірдей терең және қауіптілікке байланысты болады».[41]

Сондай-ақ қараңыз

Ескертулер

  1. ^ Field et al. 2013 жыл, б. 2018-04-21 121 2.
  2. ^ 2013 жылғы бағалау өлшемдерінің тізімін 11-кестеден қараңыз Field et al. 2013 жыл, б. 52.
  3. ^ Стандартты сейсмологиялық тәжірибеге сүйенсек, мұндағы барлық жер сілкінісі шамасына сәйкес келеді момент шкаласы. Бұл жалпыға бірдей танымал Рихтер шкаласы.
  4. ^ Field et al. 2013 жыл, б. 2018-04-21 121 2.
  5. ^ Field et al. 2015 ж, б. 512.
  6. ^ Өріс 2015, 2-3 бет.
  7. ^ Егер басқаша көрсетілмесе, мұндағы жер сілкінісінің барлық шамалары сәйкес келеді момент шкаласы, пер Field et al. 2015 ж, б. 512.
  8. ^ Өріс 2015.
  9. ^ Өріс 2015.
  10. ^ Field et al. 2013 жыл, xiii бет, 11.
  11. ^ Field et al. 2013 жыл.
  12. ^ 4-сурет Field et al. 2015 ж, б. 520.
  13. ^ Field et al. 2015 ж, 525-526 бб; Өріс 2015.
  14. ^ Field et al. 2015 ж, 525-526 бб; Өріс.
  15. ^ Дозер және басқалар. 2009 ж, 1746–1759 беттер
  16. ^ Yeats 2012, б. 92
  17. ^ Hartzell & Heaton 1986 ж, б. 649
  18. ^ Оппенгеймер және басқалар. 2010 жыл
  19. ^ Парсонс және басқалар. 2013 жыл, б. 57, C7 кестесі.
  20. ^ Парсонс және басқалар. 2013 жыл, б. 54.
  21. ^ 3 сурет Field et al. 2015 ж, б. 514.
  22. ^ Field et al. 2013 жыл, б. 5.
  23. ^ Field et al. 2015 ж, б. 513.
  24. ^ Field et al. 2015 ж, б. 521.
  25. ^ Field et al. 2013 жыл, б. 27.
  26. ^ Field et al. 2013 жыл, б. 3; Өріс 2015, б. 2018-04-21 121 2.
  27. ^ Field et al. 2013 жыл, 27-28, 51 беттер.
  28. ^ Парсонс және басқалар. 2013 жыл
  29. ^ Өріс 2015, б. 5; Field et al. 2013 жыл, 3, 27-28 беттер. Қараңыз Page et al. 2014 жыл толық ақпарат алу үшін.
  30. ^ Field et al. 2013 жыл, б. 51.
  31. ^ Page et al. 2014 жыл, 44-45 б., C16 сурет.
  32. ^ Field et al. 2013 жыл, б. 90.
  33. ^ Field et al. 2015 ж, б. 541.
  34. ^ Field et al. 2015 ж, 512, 539 б. Алдыңғы есепте Field et al. (2013, б. 7) оны «шикі жуықтау» деп атаңыз.
  35. ^ 16-кестені қараңыз Field et al. 2013 жыл, б. 89, онда 15 негізгі болжам келтірілген.
  36. ^ Field et al. 2015 ж, б. 541.
  37. ^ Field et al. 2015 ж, б. 512.
  38. ^ Field et al. 2013 жыл, б. 87.
  39. ^ Field et al. 2013 жыл, 88-89 б. 55-56 беттеріндегі талқылау.
  40. ^ Field et al. 2013 жыл, 86-87 б. Нақтырақ айтқанда, GR дәйектілігі келесілердің біреуін немесе бірнешеуін қажет ететін сияқты: «(1) ақаулар кезінде де, одан тыс да серпілудің жоғары дәрежесі; (2) бүкіл аймақ бойынша ұзақ уақыттық жер сілкіну жылдамдығы (және ақаулар бойынша уақытша өзгергіштік) SAF сияқты); (3) бүкіл ақаулыққа қосылу мүмкіндігі (мысалы, кез келген жерде ~ M8); және (немесе) (4) төменгі ығысу қаттылығы. «
  41. ^ Field et al. 2013 жыл, б. 87.

Дереккөздер

  • Дозер, Д. И .; Олсен, К.Б .; Поллиц, Ф. Ф .; Штейн, Р.; Тода, С. (2009), «1911 M∼6.6 Калаверас жер сілкінісі: дерек көздерінің параметрлері және статикалық, вискоэластикалық және динамикалық кулондық стресстің өзгеруі, 1906 ж. Сан-Францискодағы жер сілкінісі», Американың сейсмологиялық қоғамының хабаршысы, 99 (3): 1746–1759, дои:10.1785/0120080305.
  • Парсонс, Том; Джонсон, Каж М .; Құс, Петр; Борман, Джейн; Доусон, Тимоти Э .; Филд, Эдвард Х .; Хаммонд, Уильям С .; Майшабақ, Томас А .; Маккаффри, Роб; Шэнь, Чжэн-Кан; Тэтчер, Уэйн Р .; Уэлдон II, Рэй Дж.; Ценг, Юехуа (2013), «Қосымша С - UCERF3 үшін деформация модельдері», АҚШ-тың геологиялық қызметі, 2013–1165 жж. Ашық файл туралы есеп.

Сыртқы сілтемелер