De la fin juillet à octobre 2022, les résidents des îles Manu’a en Samoa américain ont senti la terre secouer plusieurs fois par jour, soulevant les inquiétudes d’une éruption volcanique imminente ou d’un tsunami.
Un catalogue de tremblements de terre pour la zone n’a rien révélé, car les îles manquaient d’un réseau de surveillance sismique qui pourrait mesurer les sismologues de tremblements et d’aider à la recherche de la source de l’essaim de tremblement de terre.
Mais les résidents des îles Taʻū, Ofu et Olosega avaient besoin de réponses, donc Clara Yoon de l’US Geological Survey et ses collègues ont trouvé un autre moyen de remplir les blancs sismiques. Ils ont utilisé l’apprentissage automatique et une autre technique appelée correspondance de modèles sur des données de secoue enregistrées à partir d’un seul capteur sismique situé à 250 kilomètres de l’essaim américain de Samoa.
Dans Le dossier sismiqueYoon et ses collègues partagent comment ils a suivi l’essaim En utilisant ces données à une seule station, combinées à des rapports de secoue des résidents, jusqu’à ce que des stations sismiques permanentes locales soient installées dans les Samoa américaines en août et septembre 2022.
L’essaim de tremblement de terre volcanique non éruptif a commencé en juillet 2022 à environ 15 kilomètres au large de l’île de Taʻū. Les îles volcaniques des Samoa surviennent lorsque la plaque tectonique du Pacifique se déplace sur un hotspot dans l’océan Pacifique Sud.
Les rapports résidents des tremblements fréquents, survenant plusieurs fois par jour pendant quelques secondes à la fois, étaient les seules informations sur l’essaim au début.
« Lorsque les tremblements de terre ont commencé, les Samoa américaines n’avaient pas de surveillance géophysique instrumentale, donc même des informations de base sur la source des tremblements – avec des implications pour la prise de décision d’urgence et la sécurité publique – étaient inexistantes », a déclaré Yoon.
Pour y remédier, les chercheurs se sont tournés vers une station sismique éloignée sur Upolu, Samoa, qui fait partie du réseau sismographique mondial, qui propose des données qui peuvent être téléchargées à peu près à travers le centre de données Earthscope, a noté Yoon.
Le signal sismique de l’essaim de tremblement de terre américain des Samoa était difficile à détecter à la station lointaine, cependant, donc Yoon et ses collègues ont utilisé un modèle d’apprentissage en profondeur appelé Eqtransformateur, ainsi qu’une technique appelée matrice correspondant, pour choisir ces minuscules tremblements de terre à partir d’un bruyant Contexte sismique.
« L’équaire a trouvé de nombreux tremblements de terre avec des emplacements conformes aux Samoa de l’Est, dont le plus grand correspondait à des temps de rapports en feutre », a expliqué Yoon. « Ces rapports ressentis, apportés par des résidents locaux des Samoa américains au National Weather Service, étaient des sources de données essentielles sur les tremblements de terre et nous ont donné confiance que les événements détectés par l’équation étaient en fait les mêmes tremblements de terre ressentis par la population locale. »
Avec ce nouveau catalogue de tremblements de terre pour l’événement, les chercheurs ont pu caractériser le début et le pic de l’activité de l’essaim. Les capteurs de bergeon de framboise portables et peu coûteux déployés en août 2022 ont aidé à localiser rapidement la zone de l’essaim.
L’essaim s’est terminé en octobre 2022 sans éruption, mais était probablement lié au mouvement du magma volcanique, ont conclu les chercheurs.
Yoon a noté qu’une approche comme leur technique unique pourrait être utile dans d’autres endroits du monde où la surveillance sismique permanente est un risque clairsemé et sismique est mal compris, comme les régions offshore avec un potentiel de tsunami ou des tremblements de terre dans une assiette tectonique.
Elle a ajouté que le plus grand tremblement de terre de l’essaim américain de Samoa était de l’amplitude de 4,5, ce qui rend peu probable qu’il ait été détecté par les réseaux sismiques mondiaux.
« Si personne n’avait vécu à proximité pour signaler les tremblements fréquents, cet essaim américain de Samoa était peut-être entièrement passé inaperçu », a déclaré Yoon. « De nombreuses sources sismiques et phénomènes inconnus attendent d’être découverts, peut-être par de futures applications complètes à grande échelle d’approches d’apprentissage en profondeur en sismologie. »
Plus d’informations:
Clara E. Yoon et al, surveillance sismique à distance unique du tremblement de terre de juillet-octobre 2022 au volcan Ta’ū, American Samoa, Le dossier sismique (2025). Doi: 10.1785 / 0320240040