Urban Geophone Array offre un nuovo sguardo al bacino di Los Angeles

1 agosto 2018: utilizzando una serie di geofoni delle dimensioni di una lattina di caffè utilizzati per circa un mese in cortili, campi da golf e parchi pubblici, i ricercatori hanno raccolto dati sufficienti per consentire loro di mappare la profondità e la forma dei bacini sedimentari di San Gabriel e San Bernardino Los Angeles, California.

I sismologi pensano che questi bacini sedimentari possano fungere da "guida d'onda" per concentrare e intrappolare l'energia di un terremoto nella faglia meridionale di San Andreas, quindi comprendere la loro struttura è importante per aiutare a prevedere quanto bene potrebbero canalizzare l'energia di un tale terremoto nel centro di Los Angeles .

Il team di ricerca, guidato da Patricia Persaud della Louisiana State University e Robert Clayton del California Institute of Technology, è stato in grado di mappare i due bacini in modo più dettagliato rispetto agli studi precedenti, secondo il loro rapporto in Seismological Research Letters. Mostrano che il bacino di San Gabriel è più profondo del bacino di San Bernardino e che il bacino di San Bernardino ha una forma irregolare. Persaud e colleghi hanno anche scoperto segni di offset profondi negli strati della crosta terrestre che potrebbero essere correlati a due faglie - le faglie di Red Hill e Raymond - che erano state precedentemente mappate in aree vicine sulla superficie.

Patricia Persaud e Mackenzie Wooten, una studentessa universitaria CalTech, schierano un nodo nel cortile di una residenza di Los Angeles. / Patricia Persaud

"Al momento è troppo presto per dire come i nostri risultati cambieranno il modo in cui potremmo pensare alla capacità di questi bacini di incanalare l'energia sismica", ha detto Persaud. "Tuttavia, stiamo raccogliendo più dati nell'area che verranno utilizzati per perfezionare ulteriormente la struttura del bacino".

I geofoni sono strumenti che convertono la velocità del movimento del suolo in tensione che può essere utilizzata per determinare la geometria delle strutture sotto la superficie terrestre. La visualizzazione dei dettagli della struttura del bacino sedimentario richiede un gran numero di stazioni sismiche ravvicinate al fine di catturare importanti cambiamenti nella struttura lateralmente attraverso il bacino. Gli array di geofoni offrono un modo economico e fattibile per raccogliere questi dati in un'area urbana densamente popolata, rispetto alle complicazioni e ai costi di implementazione di sismometri a banda larga, ha osservato Persaud.

Ciascuno dei 202 nodi schierati nello studio, in tre linee che attraversano i bacini settentrionali, ha le dimensioni di una lattina di caffè. "Pesano circa sei libbre e hanno un registratore di dati, una batteria e un registratore tutto in un unico contenitore", ha spiegato Persaud. “Per posizionarli nel terreno scaviamo una piccola buca che permetterà di coprire i nodi con circa due pollici di terreno una volta che saranno ben piantati. La maggior parte dei residenti nell'area di Los Angeles ci dice di metterli dove vogliamo, alcuni addirittura ci aiutano a scavare le buche; quindi scegliamo un sito nei loro cantieri e in circa cinque minuti abbiamo il nodo a posto e la registrazione ".

Nella maggior parte dei casi, i proprietari di immobili sono stati "estremamente cordiali e disponibili" durante lo studio corrente, ha detto Persaud. “La cosa interessante è che quando abbiamo ricevuto una risposta positiva è stata quasi immediata. I residenti di Los Angeles sono molto consapevoli dell'elevato rischio sismico in questa regione e sono spesso curiosi del nostro studio e dei nodi, e vogliono saperne di più. Alcuni si offrono di spargere la voce sul nostro studio attraverso i social media e incoraggiano anche i loro amici e vicini a partecipare ".

I nodi hanno raccolto dati ininterrottamente per 35 giorni. In questo periodo, hanno rilevato il movimento del suolo di magnitudo 6 e terremoti maggiori che si sono verificati a migliaia di chilometri da Los Angeles. I dati della forma d'onda sismica di questi terremoti telesismici possono essere utilizzati con un metodo chiamato tecnica della funzione del ricevitore per mappare lo spessore della crosta e le strutture della crosta superficiale al di sotto di una stazione sismica. Le funzioni del ricevitore calcolate dagli array nodali sono simili a quelle calcolate dai dati a banda larga, hanno concluso i ricercatori, ma l'array nodale offre uno sguardo ad alta risoluzione sulle strutture crostali come il confine tra la crosta terrestre e il mantello e l'interfaccia tra sedimenti e roccia seminterrato attraverso i bacini.

Quest'estate, il team di ricerca è tornato in California posizionando i nodi "lungo nuove linee che hanno lo scopo di riempire le aree in cui potrebbe esserci un cambiamento nella forma del bacino", ha detto Persaud. "Abbiamo appena implementato tre nuovi profili e quindi compileremo i risultati di tutti i nostri profili per produrre un modello strutturale aggiornato per i bacini".


Tempo post: Sep-02-2020