Analizzando 10 anni di dati sismici della California meridionale con l'equivalente scientifico di un pettine a denti fini, I sismologi del Caltech hanno identificato quasi due milioni di piccoli terremoti precedentemente non identificati avvenuti tra il 2008 e il 2017.

I loro sforzi, pubblicato online dalla rivista Science il 18 aprile, espandere il catalogo dei terremoti per quella regione e periodo di tempo di un fattore 10, aumentandolo da circa 180, 000 terremoti registrati a più di 1,81 milioni. I nuovi dati rivelano che ci sono circa 495 terremoti al giorno in tutta la California meridionale che si verificano a una media di circa tre minuti l'uno dall'altro. La precedente catalogazione dei terremoti aveva suggerito che sarebbero trascorsi circa 30 minuti tra gli eventi sismici.

Questo aumento di 10 volte del numero di terremoti registrati rappresenta la catalogazione di piccoli terremoti, tra magnitudo negativa 2.0 (-2.0) e 1.7, reso possibile dall'ampia applicazione di una tecnica di identificazione ad alta intensità di lavoro che viene tipicamente impiegata solo su piccola scala. Questi terremoti sono così piccoli che possono essere difficili da individuare in mezzo al rumore di fondo che appare nei dati sismici, come scuotere dal traffico automobilistico o dalla costruzione di edifici.

"Non è che non sapessimo che si stavano verificando questi piccoli terremoti. Il problema è che possono essere molto difficili da individuare in mezzo a tutto il rumore, "dice Zaccaria Ross, autore principale dello studio e ricercatore post-dottorato in geofisica, che entrerà a far parte della facoltà del Caltech a giugno come assistente professore di geofisica. Ross ha collaborato con Egill Hauksson, professore di geofisica al Caltech, così come Daniel Trugman del Los Alamos National Laboratory e Peter Shearer della Scripps Institution of Oceanography all'UC San Diego.

Per superare il basso rapporto segnale-rumore, il team si è rivolto a una tecnica nota come "abbinamento di modelli, " in cui terremoti leggermente più grandi e più facilmente identificabili sono usati come modelli per illustrare quale dovrebbe essere il segnale di un terremoto in un dato luogo, generalmente, Assomiglia a. Quando è stato identificato un probabile candidato con la forma d'onda corrispondente, i ricercatori hanno quindi scansionato i record dei sismometri vicini per vedere se il segnale del terremoto era stato registrato altrove e poteva essere verificato in modo indipendente.

La corrispondenza dei modelli funziona meglio nelle regioni con sismometri ravvicinati, poiché gli eventi generalmente si incrociano bene solo con altri terremoti entro un raggio di circa 1 o 2 miglia, secondo i ricercatori. Inoltre, perché il processo è computazionalmente intensivo, in passato è stato limitato a set di dati molto più piccoli. Per il presente lavoro, i ricercatori hanno fatto affidamento su una serie di 200 potenti unità di elaborazione grafica (GPU) che hanno lavorato per settimane intere per scansionare il catalogo, rilevare nuovi terremoti, e verificarne i risultati.

Però, i risultati sono valsi la pena, dice Hauksson. "La sismicità lungo una faglia colpisce le faglie e trema intorno ad essa, e questa nuova immagine della sismicità nel sud della California ci darà nuove intuizioni su come funziona, ", afferma. Il catalogo esteso dei terremoti rivela scosse premonitori non rilevate in precedenza che precedono i terremoti più importanti, nonché l'evoluzione di sciami di terremoti. Il set di dati più ricco consentirà agli scienziati di ottenere un quadro più chiaro di come gli eventi sismici influenzano e si muovono attraverso la regione, dice Ross.

"Il progresso che Zach Ross e colleghi ha apportato cambia radicalmente il modo in cui rileviamo i terremoti all'interno di una fitta rete sismica come quella che Caltech opera con l'USGS. Zach ha aperto una nuova finestra che ci ha permesso di vedere milioni di terremoti inediti e questo cambia la nostra capacità caratterizzare ciò che accade prima e dopo i grandi terremoti, " ha detto Michael Gurnis, Direttore del Laboratorio Sismologico e John E. e Hazel S. Smits Professore di Geofisica

Il documento è intitolato "Alla ricerca di terremoti nascosti nel sud della California".