科学家利用远程传感器监测美属萨摩亚地震群

图片来源：《地震记录》（2025 年）。DOI: 10.1785/0320240040

在 2022 年 7 月下旬至 10 月期间，美属萨摩亚马努阿群岛的居民每天都会感觉到几次地面震动，这引发了人们对即将发生火山喷发或海啸的担忧。

该地区的地震目录中却没有相关记录，因为这些岛屿缺乏能够测量震动并帮助地震学家寻找地震群震源的地震监测网络。

但是，塔乌岛、奥富岛和奥洛塞加岛的居民需要得到答案，于是美国地质调查局的克拉拉・尹（Clara Yoon）和她的同事们找到了另一种填补地震数据空白的方法。他们对距离美属萨摩亚地震群 250 公里处的单个地震传感器记录的震动数据，运用了机器学习和一种称为模板匹配的技术。

在《地震记录》中，尹和她的同事们分享了他们如何利用这些单台站数据，结合居民的震动报告来追踪地震群，直到 2022 年 8 月和 9 月美属萨摩亚安装了当地的永久性地震台站。

这次非火山喷发引起的地震群始于 2022 年 7 月，位于塔乌岛近海约 15 公里处。萨摩亚火山群岛是由于太平洋板块在南太平洋的一个热点上移动而形成的。

起初，居民们关于频繁震动的报告是了解这次地震群的唯一信息，他们称每天会发生多次震动，每次持续几秒钟。

尹说：“地震开始时，美属萨摩亚没有仪器进行地球物理监测，所以甚至连关于震动震源的基本信息都没有，而这些信息对紧急决策和公共安全至关重要。”

尹指出，为了解决这个问题，研究人员求助于位于萨摩亚乌波卢岛的一个远程地震台站，该台站是全球地震台网的一部分，其数据可以通过地球观测数据中心近乎实时地下载。

然而，在这个远程台站很难检测到美属萨摩亚地震群的地震信号，因此尹和她的同事们使用了一种名为 EQTransformer 的深度学习模型，以及一种称为模板匹配的技术，从嘈杂的地震背景中识别出这些微小的地震。

尹解释说：“EQTransformer 发现了许多震中位置与美属萨摩亚东部相符的地震，其中最大的地震与居民感觉到震动的时间相吻合。美属萨摩亚当地居民向国家气象局提供的这些有感报告，是关于这些地震的重要数据来源，这让我们确信 EQTransformer 检测到的地震事件实际上就是当地居民感受到的地震。”

有了这次事件的新地震目录，研究人员得以确定地震群活动的起始时间和峰值。2022 年 8 月部署的便携式且价格低廉的 Raspberry Shake 传感器，帮助快速确定了地震群发生的区域。

研究人员得出结论，这次地震群在 2022 年 10 月结束，没有引发火山喷发，但很可能与火山岩浆活动有关。

尹指出，像他们这种单台站监测技术的方法，可能在世界上其他永久性地震监测稀少、对地震危害了解不足的地方有用，比如可能发生海啸的近海区域或板块内部的地震区域。

她还补充说，美属萨摩亚地震群中最大的地震震级为 4.5 级，这样的震级不太可能被全球地震网络检测到。

尹说：“如果附近没有人报告频繁的震动，这次美属萨摩亚的地震群可能就会完全不被察觉。许多未知的地震震源和现象正等待被发现，也许未来在地震学中大规模全面应用深度学习方法就能实现这一点。”

更多信息：克拉拉・E・尹等人，《对 2022 年 7 月至 10 月美属萨摩亚塔乌火山地震群的远程单台站地震监测》，《地震记录》（2025 年）。DOI: 10.1785/0320240040

由美国地震学会提供

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