圖片來(lái)源：《地震記錄》（2025 年）。DOI: 10.1785/0320240040

在 2022 年 7 月下旬至 10 月期間，美屬薩摩亞馬努阿群島的居民每天都會(huì)感覺到幾次地面震動(dòng)，這引發(fā)了人們對(duì)即將發(fā)生火山噴發(fā)或海嘯的擔(dān)憂。

該地區(qū)的地震目錄中卻沒有相關(guān)記錄，因?yàn)檫@些島嶼缺乏能夠測(cè)量震動(dòng)并幫助地震學(xué)家尋找地震群震源的地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

但是，塔烏島、奧富島和奧洛塞加島的居民需要得到答案，于是美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的克拉拉・尹（Clara Yoon）和她的同事們找到了另一種填補(bǔ)地震數(shù)據(jù)空白的方法。他們對(duì)距離美屬薩摩亞地震群 250 公里處的單個(gè)地震傳感器記錄的震動(dòng)數(shù)據(jù)，運(yùn)用了機(jī)器學(xué)習(xí)和一種稱為模板匹配的技術(shù)。

在《地震記錄》中，尹和她的同事們分享了他們?nèi)绾卫�用這些單臺(tái)站數(shù)據(jù)，結(jié)合居民的震動(dòng)報(bào)告來(lái)追蹤地震群，直到 2022 年 8 月和 9 月美屬薩摩亞安裝了當(dāng)?shù)氐挠谰眯缘卣鹋_(tái)站。

這次非火山噴發(fā)引起的地震群始于 2022 年 7 月，位于塔烏島近海約 15 公里處。薩摩亞火山群島是由于太平洋板塊在南太平洋的一個(gè)熱點(diǎn)上移動(dòng)而形成的。

起初，居民們關(guān)于頻繁震動(dòng)的報(bào)告是了解這次地震群的唯一信息，他們稱每天會(huì)發(fā)生多次震動(dòng)，每次持續(xù)幾秒鐘。

尹說(shuō)：“地震開始時(shí)，美屬薩摩亞沒有儀器進(jìn)行地球物理監(jiān)測(cè)，所以甚至連關(guān)于震動(dòng)震源的基本信息都沒有，而這些信息對(duì)緊急決策和公共安全至關(guān)重要。”

尹指出，為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員求助于位于薩摩亞烏波盧島的一個(gè)遠(yuǎn)程地震臺(tái)站，該臺(tái)站是全球地震臺(tái)網(wǎng)的一部分，其數(shù)據(jù)可以通過(guò)地球觀測(cè)數(shù)據(jù)中心近乎實(shí)時(shí)地下載。

然而，在這個(gè)遠(yuǎn)程臺(tái)站很難檢測(cè)到美屬薩摩亞地震群的地震信號(hào)，因此尹和她的同事們使用了一種名為 EQTransformer 的深度學(xué)習(xí)模型，以及一種稱為模板匹配的技術(shù)，從嘈雜的地震背景中識(shí)別出這些微小的地震。

尹解釋說(shuō)：“EQTransformer 發(fā)現(xiàn)了許多震中位置與美屬薩摩亞?wèn)|部相符的地震，其中最大的地震與居民感覺到震動(dòng)的時(shí)間相吻合。美屬薩摩亞當(dāng)?shù)鼐用裣驀?guó)家氣象局提供的這些有感報(bào)告，是關(guān)于這些地震的重要數(shù)據(jù)來(lái)源，這讓我們確信 EQTransformer 檢測(cè)到的地震事件實(shí)際上就是當(dāng)?shù)鼐用窀惺艿降牡卣稹！?/p>

有了這次事件的新地震目錄，研究人員得以確定地震群活動(dòng)的起始時(shí)間和峰值。2022 年 8 月部署的便攜式且價(jià)格低廉的 Raspberry Shake 傳感器，幫助快速確定了地震群發(fā)生的區(qū)域。

研究人員得出結(jié)論，這次地震群在 2022 年 10 月結(jié)束，沒有引發(fā)火山噴發(fā)，但很可能與火山巖漿活動(dòng)有關(guān)。

尹指出，像他們這種單臺(tái)站監(jiān)測(cè)技術(shù)的方法，可能在世界上其他永久性地震監(jiān)測(cè)稀少、對(duì)地震危害了解不足的地方有用，比如可能發(fā)生海嘯的近海區(qū)域或板塊內(nèi)部的地震區(qū)域。

她還補(bǔ)充說(shuō)，美屬薩摩亞地震群中最大的地震震級(jí)為 4.5 級(jí)，這樣的震級(jí)不太可能被全球地震網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)到。

尹說(shuō)：“如果附近沒有人報(bào)告頻繁的震動(dòng)，這次美屬薩摩亞的地震群可能就會(huì)完全不被察覺。許多未知的地震震源和現(xiàn)象正等待被發(fā)現(xiàn)，也許未來(lái)在地震學(xué)中大規(guī)模全面應(yīng)用深度學(xué)習(xí)方法就能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)�！�

更多信息：克拉拉・E・尹等人，《對(duì) 2022 年 7 月至 10 月美屬薩摩亞塔烏火山地震群的遠(yuǎn)程單臺(tái)站地震監(jiān)測(cè)》，《地震記錄》（2025 年）。DOI: 10.1785/0320240040

由美國(guó)地震學(xué)會(huì)提供