Satellitendaten lösen Rätsel um Erdbeben auf
Maschinelles Lernen ermöglicht die Auswertung von Datenbergen und liefert präzise Prognosen
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Durch ein Erbeben zerstörtes Haus (Foto: Angelo_Giordano, pixabay.com) |
Los Alamos (pte025/15.11.2021/11:45)
Satellitendaten können jetzt genutzt werden, um Bodenverformungen vor allem auf Grund von langsam verlaufenden Erdbeben im Millimeterbereich zu erfassen. „Das gibt uns eine neue Möglichkeit, die Physik hinter tektonischen Verwerfungen und Erdbeben zu verstehen", sagt Bertrand Rouet-Leduc, Geophysiker am Los Alamos National Laboratory https://www.lanl.gov/ (LANL) im US-Bundesstaat New Mexico. „Das ist die Voraussetzung dafür, das gesamte Spektrum des Erdbebenverhaltens zu verstehen." Darauf basierend könnte letztlich ein Erdbebenprognoseverfahren entwickelt werden.
[b]Gigantische Datenflut wird kanalisiert[/b]
Die Daten stehen längst zu Verfügung, doch die Menge ist so groß, dass selbst die leistungsfähigsten Computer mit der zielgerichteten Auswertung überordert sind. Den LANL-Wissenschaftlern ist es gelungen, dieses Problem mit Hilfe von maschinellem Lernen zu lösen. Zunächst geht es um die Daten, die die InSAR-Satelliten (Interferometric Synthetic Aperture Radar) liefern. Diese können feinste Höhenunterschiede erkennen, indem sie die von der Erde reflektierten Radarsignale mit zwei räumlich voneinander getrennten Antennen empfangen und deren Phasenunterschiede erfassen.
[b]Neue Einblicke in tektonische Prozesse[/b]
Dazu kommen Daten von Satelliten wie Sentinel 1 A und B sowie Sentinel 6, betrieben von der europäischen Raumfahrtorganisation (ESA), und der NISAR-Satellit, der2023 starten soll. Diese ermöglichen neue Einblicke in tektonische Prozesse, indem sie es Forschern ermöglichen, Längen- und Zeitskalen zu beobachten, die in der Vergangenheit nicht möglich waren. Wenn schon die bisher zur Verfügung stehenden Algorithmen nicht ausreichen, die Daten zu verarbeiten, würde es künftig noch schwieriger, hätten die LANL-Wissenschaftler nicht die auf maschinellem Lernen basierende Lösung gefunden.
[b]Millimetergenauer Nachweis von Verformungen[/b]
Die systematische Charakterisierung von aktiven Verwerfungen ist der Schlüssel zum Verständnis der Physik tektonischer Verwerfungen. Das wird den Forschern helfen, das Zusammenspiel zwischen langsamen Erdbeben, die Spannungen in der Erdkruste sanft abbauen, und schnellen Erdbeben, die Stress schnell abbauen und erhebliche Schäden an den umliegenden Gemeinden verursachen können, zu verstehen.
Die neue Methodik des Teams ermöglicht die automatische Erkennung von Bodenverformungen auf globaler Ebene, mit einer viel feineren zeitlichen Auflösung als bestehende Ansätze und einer Nachweisschwelle von wenigen Millimetern. Bisherige Nachweisschwellen lagen im Zentimeterbereich.
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