Opis projektu
Zrozumienie procesu powstawania trzęsień ziemi
Największym wyzwaniem dla sejsmologów jest przewidywanie trzęsień ziemi. Jednak być może ustalanie, kiedy powstanie trzęsienie ziemi, będzie możliwe na podstawie analizy zachowania skał. Niestety, złożone procesy fizyczne odpowiadające za powstawanie trzęsień ziemi są nadal niedostatecznie zbadane. Aby wypełnić tę lukę w wiedzy, zespół finansowanego ze środków UE projektu MONIFAULTS zbada fizykę uskoków, analizując dane geofizyczne. Zespół stworzy nową, zintegrowaną metodologię, aby monitorować przestrzenno-czasową ewolucję elastycznych właściwości prawdziwych uskoków, wykorzystując do tego dane sejsmologiczne i geodezyjne. Badacze wykorzystają uczenie maszynowe oraz faktoryzację macierzy kowariancji, aby lepiej wykrywać trzęsienia ziemi oraz anomalie w sygnałach sejsmologicznych. Ponadto przeprowadzą oni eksperymenty we Włoszech, gdzie występuje wysokie ryzyko trzęsienia ziemi, w związku z czym pilnie potrzebne są niezawodne metody badawcze.
Cel
The last seismic sequence in Italy, responsible for 298 fatalities and important economic loss, remind us how urgent it is to improve our knowledge about earthquake physics to advance earthquake forecasting. While direct observations during laboratory earthquakes permit us to derive exhaustive physical models describing the behaviour of rocks and to forecast incoming lab-earthquakes, the complex physics governing the nucleation of earthquakes remain poorly understood in real Earth, and so does our ability to forecast earthquakes. I posit that this ‘ignorance’ emerges from our limited ability to unravel information about fault physics from geophysical data.The objective of this proposal is to introduce a new and integrated methodology to monitor the spatiotemporal evolution of elastic properties on real faults using seismological and geodetic data. We will apply machine learning and covariance matrix factorization for improved earthquake detection, and to discover ‘anomalous’ seismological signals, which will reveal unknown physical processes on faults. These novel observations will be integrated with time dependent measurements of rheology and deformation, obtained from cutting-edge techniques applied to continuous seismological and geodetic data. Our integrated monitoring approach will be applied to study how faults respond to known stress perturbations (as Earth tides). In parallel, we will analyse periods preceding significant earthquakes to assess how elastic properties and deformation evolve while a fault is approaching a critical (near rupture) state. Our natural laboratory will be Italy, given its excellent geodetic and seismological instrumentation, deep knowledge about faults geometry and the relevant risk posed by earthquakes. Our research will provide new insights about the complex physics of faults at critical state, necessary to understand how real earthquakes nucleate. This project will also have a major impact on observational earthquake forecast.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
35122 Padova
Włochy