Sensores de pressão atmosférica ajudam na determinação da magnitude do terremoto

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Sensores que detectam mudanças na pressão atmosférica devido ao tremor do solo também podem obter dados sobre grandes terremotos e explosões que excedem o limite superior de muitos sismômetros, de acordo com uma nova pesquisa.

Os sensores, que detectam infra-sons inaudíveis transportados pelo ar, podem melhorar os alertas de tsunami e outras respostas de emergência, ao mesmo tempo em que reduzem os custos.

A pesquisa dos cientistas do Instituto Geofísico Fairbanks da Universidade do Alasca mostra que os sensores de infrassom podem melhorar as determinações de magnitude. Um alerta inicial de tsunami é baseado apenas na magnitude e localização estimadas.

Sensores de infrassom custam menos que sismômetros, são confiáveis ​​e existem em grande número no Alasca para outros usos.

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"O que fizemos foi usar o infra-som para uma finalidade para a qual não era realmente destinado", disse Ken Macpherson, do Centro Técnico Wilson Alaska do Instituto Geofísico. "Descobrimos que funciona bem para fornecer dados completos sobre terremotos fortes. "

Esses instrumentos de infrassom de detecção de pressão são geralmente usados ​​para fins não sísmicos, como a detecção de explosões de mineração ou detonações nucleares. Eles também registram deslizamentos de terra, vulcões em erupção ou meteoros entrando na atmosfera da Terra.

Macpherson detalha o uso de sensores de infra-som para sismologia em um trabalho de pesquisa publicado em 21 de abril no Bulletin of the Seismological Society of America.

Macpherson é um cientista de operações e pesquisa sismo-acústica. Outros do Wilson Alaska Technical Center envolvidos na pesquisa incluem o diretor David Fee, o especialista em dados Juliann Coffey e o especialista em aprendizado de máquina Alex Witsil, agora trabalhando no setor privado.

Os sensores de infrassom registram mudanças na pressão do ar causadas por ondas de infrassom, que estão em uma frequência abaixo do que os humanos podem ouvir.

Os sensores de infrassom podem registrar toda a gama de movimento do solo de um terremoto, detectando mudanças na pressão do ar causadas pelo movimento do solo para cima e para baixo durante um terremoto.

O movimento ascendente do solo comprime o ar, aumentando a pressão do ar de forma semelhante a um pistão. O movimento para baixo reduz a pressão.

As mudanças de pressão até mesmo dos maiores terremotos estão muito abaixo do limite superior dos sensores de infrassom.

Em contraste, os sismômetros, que registram o movimento real do solo, têm um limite superior, o que significa que os dados de ponta podem estar ausentes para grandes terremotos. Eles também podem perder dados de terremotos menores se ocorrerem muito perto de um sismômetro.

Os sismólogos chamam essa perda de dados de "recorte".

"Se você aumenta muito o volume do estéreo, obtém um som horrível", disse Macpherson. "Isso significa que você excedeu o alcance dinâmico do alto-falante. Isso pode acontecer com um sismômetro."

Os sismólogos podem superar o recorte implantando detectores de movimento forte, que são diferentes dos sensores de infra-som. Esses sensores de movimento não saem da escala durante tremores intensos, mas são caros e não são precisos para terremotos menores. Cerca de 130 estão localizadas ao redor do Alasca, principalmente em áreas urbanas e perto de falhas conhecidas.

Como exemplo, Macpherson e seus colegas compararam dados de infrassom do terremoto de Anchorage de magnitude 7,1 em 30 de novembro de 2018 com dados de um sismômetro. Ambos os instrumentos estavam no mesmo local, a 18,6 milhas do epicentro.

"A gravação do sismômetro daquele terremoto foi direto para a faixa dinâmica do instrumento e parou", disse Macpherson. "Portanto, há uma perda de informação de amplitude."

O sismômetro era um dos vários na região centro-sul do Alasca sem dados de ponta daquele terremoto. Os dados do sensor de infra-som não foram cortados.