中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究員李澤峰利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法,總結(jié)了全球3000多個(gè)中大地震(5.5級(jí)以上)的震源時(shí)間函數(shù)特征,全景式展示了全球地震破裂過(guò)程的相似性和多樣性,深化了對(duì)地震能量釋放模式的認(rèn)識(shí),對(duì)地震早期預(yù)警具有啟示意義。研究成果近日發(fā)表于《地球物理研究快報(bào)》。
地震是人類社會(huì)面臨的重要自然災(zāi)害之一。地震破裂過(guò)程多種多樣,客觀衡量它們的相似性和差異性,有助于認(rèn)識(shí)地震物理過(guò)程和早期預(yù)測(cè)地震震級(jí)。然而,前人研究或是疊加多個(gè)地震的平均破裂過(guò)程,無(wú)法衡量全球地震差異范圍,基于某些破裂特征的統(tǒng)計(jì),無(wú)法做到整個(gè)破裂過(guò)程的系統(tǒng)比較。
李澤峰利用深度學(xué)習(xí)中的變分自編碼器,對(duì)全球3000多個(gè)中大型地震的震源時(shí)間函數(shù)進(jìn)行二維空間壓縮和模型重構(gòu),全景式展示了全球地震矩釋放模式和數(shù)量分布。
研究發(fā)現(xiàn),中大地震以簡(jiǎn)單破裂為主,復(fù)雜破裂較少。研究還揭示了前人較少關(guān)注卻非常重要的兩類特殊地震——能量釋放集中在破裂后期的逃逸模式地震、能量分多次釋放的復(fù)雜模式地震的分布規(guī)律。
李澤峰解釋說(shuō),“逃逸模式是指地震在開(kāi)始階段釋放能量很少,后期才演化成大地震。這種地震在地震預(yù)警里是最具挑戰(zhàn)性的類型,其破壞性容易被低估。絕大部分地震是單次釋放,而復(fù)雜地震的地震能量分多次釋放,這也是破壞性容易被低估的一類地震?!?/p>
此外,李澤峰發(fā)現(xiàn)大地震能量釋放模式具有弱震級(jí)依賴性,即超大地震傾向于以釋放較低能量的形式開(kāi)始。這為地震早期預(yù)警中最終震級(jí)的可預(yù)測(cè)性提供了有益啟示。
國(guó)際地球物理學(xué)家Jean-Paul Ampuero認(rèn)為,“該研究是一項(xiàng)有意思、具有原創(chuàng)性、非常及時(shí)的工作,對(duì)理解地震機(jī)理和地震預(yù)警的潛在局限有重要意義。”(記者 王敏)