En los próximos 30 años, existe una probabilidad de uno en tres de que la falla de Hayward de California se rompa con un terremoto de magnitud 6.7 o superior, según el Servicio Geológico de los Estados Unidos USGS. Tal terremoto causará daños generalizados aestructuras, transporte y servicios públicos, así como trastornos económicos y sociales en la región oriental del Área de la Bahía de San Francisco Bahía Este.
Los científicos del laboratorio nacional Lawrence Livermore y Lawrence Berkeley han utilizado algunas de las supercomputadoras más poderosas del mundo para modelar temblores de tierra para un terremoto de magnitud M 7.0 en la falla de Hayward y mostrar movimientos más realistas que nunca. La investigación aparece en Cartas de investigación geofísica.
Las simulaciones pasadas resolvieron movimientos de tierra desde bajas frecuencias hasta 0.5-1 Hertz vibraciones por segundo. Las nuevas simulaciones se resuelven hasta 4-5 Hertz Hz, lo que representa un aumento de cuatro a ocho veces en las frecuencias resueltas.con estas frecuencias se puede usar para evaluar cómo responden los edificios al temblor
Las simulaciones se basan en el programa de simulación sísmica SW4 desarrollado por LLNL y la mejor representación actual de la tierra tridimensional 3D geología y topografía de la superficie del USGS para calcular el temblor de la onda sísmica en toda el área de la Bahía de San Francisco.Es importante destacar que los resultados son, en promedio, consistentes con los modelos basados en movimientos reales de terremotos registrados de todo el mundo.
"Este estudio muestra que la supercomputación poderosa se puede utilizar para calcular el terremoto a gran escala regional con más realismo del que hemos podido producir antes", dijo Artie Rodgers, sismólogo de LLNL y autor principal del artículo.
La falla de Hayward es una falla importante de deslizamiento en el lado este del Área de la Bahía. Esta falla es capaz de terremotos M 7 y presenta un peligro significativo de movimiento de tierra para la Bahía del Este, densamente poblada, incluidas las ciudades de Oakland, Berkeley,Hayward y Fremont. La última ruptura importante ocurrió en 1868 con un evento M 6.8-7.0. Las observaciones instrumentales de este terremoto no estaban disponibles en ese momento, sin embargo, los informes históricos de los pocos miles de personas que vivían en East Bay en ese momento indican una granDaño a las estructuras.
El estudio reciente informa de movimientos de tierra simulados para un llamado terremoto de escenario, una de las muchas posibilidades.
"No esperamos pronosticar los detalles de las sacudidas de un futuro terremoto de falla de M 7 Hayward, pero este estudio demuestra que ahora son posibles simulaciones 3D totalmente deterministas con frecuencias de hasta 4 Hz. Tenemos un buen acuerdo con los modelos de movimiento de tierraderivado de grabaciones reales y podemos investigar el impacto de los efectos de origen, trayectoria y sitio en los movimientos del terreno ", dijo Rodgers.
A medida que estas simulaciones se vuelven más fáciles con mejoras en SW4 y potencia de cómputo, el equipo probará un rango de posibles rupturas e investigará cómo varían los movimientos. El equipo también está trabajando en mejoras en SW4 que permitirán simulaciones de 8-10 Hz inclusomovimientos más realistas.
Para los residentes de East Bay, las simulaciones muestran específicamente movimientos de tierra más fuertes en el lado este de la falla Orinda, Moraga en comparación con el lado oeste Berkeley, Oakland. Esto es el resultado de diferentes materiales geológicos: sedimentarios profundos más débilesrocas que forman las colinas de East Bay. La evaluación y la mejora del modelo de tierra 3D actual es el tema de la investigación actual, por ejemplo, utilizando el terremoto de Berkeley M 4.4 del 4 de enero de 2018 que se sintió ampliamente alrededor de la falla del norte de Hayward.
Las simulaciones de movimiento de tierra de grandes terremotos están ganando aceptación a medida que mejoran los métodos computacionales, los recursos informáticos se vuelven más poderosos y las representaciones de la estructura terrestre 3D y las fuentes de terremotos se vuelven más realistas.
Rodgers agrega: "Es esencial demostrar que las simulaciones informáticas de alto rendimiento pueden generar resultados realistas y nuestro equipo trabajará con ingenieros para evaluar los movimientos calculados, de modo que puedan usarse para comprender la distribución resultante del riesgo a la infraestructura y, en última instancia, adiseñar sistemas de energía más seguros, construcciones y otra infraestructura "
Otros autores de Livermore incluyen al sismólogo Arben Pitarka, los matemáticos Anders Petersson y Bjorn Sjogreen, junto con el líder del proyecto y el ingeniero estructural David McCallen de la Oficina del Presidente de la Universidad de California y LBNL.
Este trabajo es parte del Proyecto de Computación Exascale ECP del DOE. El ECP se enfoca en acelerar la entrega de un ecosistema de computación exascale capaz que ofrece 50 veces más potencia de aplicación de análisis de datos y ciencia computacional que la posible con sistemas DOE HPC comoTitan ORNL y Sequoia LLNL, con el objetivo de lanzar un ecosistema exascale de EE. UU. Para 2021. El ECP es un esfuerzo de colaboración de dos organizaciones del Departamento de Energía: la Oficina de Ciencia del DOE y la Administración Nacional de Seguridad Nuclear.
Las simulaciones se realizaron utilizando una asignación de Computing Grand Challenge en la supercomputadora Quartz en LLNL y con una asignación de Exascale Computing Project en Cori Phase-2 en el Centro Nacional de Investigación Científica de Energía NERSC en LBNL.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional Lawrence Livermore . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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