Les modélisateurs de tremblements de terre s’unissent pour comparer et améliorer le code

Le mouvement le long des failles de la croûte terrestre peut être soudain et discordant, comme ressenti lors d’un tremblement de terre, ou il peut se produire plus progressivement sur des milliers d’années. Tout type de mouvement le long d’une faille peut affecter les contraintes et d’autres facteurs qui contribuent aux mouvements ultérieurs.

Pour mieux comprendre ces processus dynamiques de zones de failles, les chercheurs ont développé des modèles informatiques basés sur la physique qui simulent des séquences de tremblements de terre et des mouvements non liés aux tremblements de terre. Ces simulations pourraient aider à découvrir de nouvelles informations sur les tremblements de terre, y compris les facteurs qui affectent leur moment, leur emplacement, leur durée et leur ampleur. Ces modèles, cependant, sont de plus en plus avancés et détaillés. Les chercheurs sont confrontés à un besoin accru de vérifier le code numérique sous-jacent pour assurer la crédibilité des simulations.

Contrairement à la validation de modèle, dans laquelle les simulations sont testées pour leur capacité à reproduire des observations du monde réel, la vérification de code implique de définir des repères de calcul – essentiellement des problèmes bien définis à résoudre – pour tester la fiabilité et la capacité des simulations à représenter avec précision la compréhension conceptuelle. du comportement sismique.

Dans une nouvelle étude, Jiang et al rendent compte des efforts menés par la communauté internationale pour comparer et vérifier les différents codes numériques sous-jacents aux simulations des processus de zone de faille. S’appuyant sur des efforts antérieurs, les chercheurs ont développé deux nouveaux problèmes de référence 3D pour tester et comparer différents codes numériques. Les deux benchmarks nécessitent une simulation de mouvement le long d’une faille intégrée dans un espace 3D avec certaines caractéristiques physiques, reflétant par calcul la dynamique conceptuelle des tremblements de terre.

Des spécialistes des tremblements de terre du monde entier ont utilisé les références pour tester une suite de simulations de processus de zone de faille. Dans l’ensemble, ces efforts ont fourni une assurance quant à l’exactitude des simulations. En particulier, les simulations ont reproduit avec précision la durée du tremblement de terre, le mouvement total, la vitesse maximale et le changement de contrainte sur les failles.

Cependant, des écarts entre certaines simulations étaient également apparents. Par exemple, les modèles informatiques utilisant différentes tailles et résolutions spatiales variaient dans leurs simulations de la façon dont les tremblements de terre commencent et se développent, et à quelle fréquence ils se reproduisent.

Ces découvertes pourraient contribuer à éclairer les futurs efforts de modélisation des tremblements de terre, qui, espèrent les chercheurs, contribueront à la montée en puissance d’une nouvelle génération de modèles pour améliorer la compréhension de la dynamique des zones de failles et des risques sismiques.

Cette histoire est republiée avec l’aimable autorisation d’Eos, hébergée par l’American Geophysical Union. Lire l’histoire originaleici.