Tijdens een aardbeving, De aardkorst beweegt, of slippen, langs breuken in gesteente die fouten worden genoemd. Deze bewegingen kunnen worden gedetecteerd en geregistreerd door geofysische instrumenten die zich op verschillende locaties op het aardoppervlak bevinden. Opnamen van geofysische instrumenten hebben een andere oriëntatie ten opzichte van het epicentrum van de aardbeving en leggen daarom een ​​ander aspect van een fout vast. Een belangrijk probleem in de seismologie is het met elkaar in overeenstemming brengen van deze verschillende metingen om de ware oriëntatie van de vele foutverschuivingen van een aardbeving te bepalen, evenals de grootschalige spanningen die ze veroorzaken.

Het proces van het bepalen van de verdeling van foutverschuivingen dat een bepaalde reeks geofysische waarnemingen creëert, wordt slipinversie genoemd. In het computertijdperk het is van oudsher bereikt door een verscheidenheid aan routines voor het passen van de kleinste kwadraten die proberen mogelijke slipverdelingen aan te passen aan de waargenomen gegevens. Echter, deze techniek staat voor een aantal uitdagingen, inclusief het zorgen voor een fysiek aannemelijke oplossing, goed omgaan met complexe waarnemingsonzekerheden, en het bepalen van een slipverdeling die ruimtelijk varieert.

Om deze problemen aan te pakken, moderne slip-inversietechnieken zijn begonnen een probabilistische benadering te gebruiken met behulp van Markov-keten Monte Carlo (MCMC) -methoden. Een traditionele MCMC-benadering overwint veel van de problemen waarmee een optimalisatietechniek zoals de kleinste kwadraten wordt geconfronteerd, maar kan moeilijkheden ondervinden bij het tegenkomen van de ernstig niet-uniforme verdeling van seismische waarnemingen. Dit behandelen, Tomita et al. ontwikkelde een transdimensionale MCMC-techniek. In een transdimensionale benadering, het aantal modelparameters is niet vooraf bepaald, maar liever, komt natuurlijk voort uit de complexiteit van de invoergegevens.

De auteurs creëerden hun aanpak vanuit de omkeerbare sprong MCMC (rj-MCMC) techniek, een bestaand raamwerk voor het uitvoeren van transdimensionale MCMC-berekeningen. Om hun aanpak te evalueren, ze simuleerden de effecten van een aardbeving in een onderzeese geul binnen enkele honderden kilometers van verschillende geodetische observatieplaatsen. Ze overwogen drie scenario's:twee met een mix van onshore- en offshore-observatielocaties en één met alleen onshore-locaties.

In de gemengde scenario's de rj-MCMC-techniek en de kleinste-kwadratenbenadering reproduceerden beide de slipverdeling redelijk. Echter, alleen de rj-MCMC-berekening zou het meer asymmetrische scenario van alleen onshore-waarnemingen kunnen verwerken.

Eindelijk, ze pasten de rj-MCMC-methode toe op observatiegegevens van de Tōhoku-oki-aardbeving in 2011 voor de kust van Japan in de Stille Oceaan. Hun resultaat is in grote lijnen vergelijkbaar met eerder werk aan dit evenement, maar geeft een betere uitdrukking van de meest substantiële misstappen. Algemeen, de transdimensionale, probabilistische benadering lijkt een veelbelovend hulpmiddel te zijn voor toekomstige aardbevingsstudies.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Eos, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.