看起來(lái)像一塊光滑的不銹鋼板，但看起來(lái)更近一點(diǎn)，您會(huì)看到洛杉磯沉積盆地的簡(jiǎn)化橫截面。

加州理工學(xué)院的研究員Sunyoung Park和她的同事正在打印3D模型，例如金屬洛杉磯代理，為地震實(shí)驗(yàn)提供了一個(gè)新穎的平臺(tái)。通過(guò)打印模式可復(fù)制的盆地邊緣或地形特征的興衰和引導(dǎo)激光吧，公園可以模擬和記錄波地震怎么可能穿過(guò)地球真實(shí)。

在她在地震學(xué)會(huì)(SSA)2021年年會(huì)上的演講中，Park解釋了為什么這些物理模型在某些情況下可以解決地面運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬的某些缺點(diǎn)。

Park說(shuō)，景觀中的小型復(fù)雜結(jié)構(gòu)可以放大和改變地震后的地震動(dòng)，但是地震學(xué)家很難模擬這些影響。“即使我們知道這些東西對(duì)于地面震動(dòng)非常重要，但地形，界面和邊緣的影響仍然是很難通過(guò)數(shù)值研究的問(wèn)題。”

她補(bǔ)充說(shuō)，將這些功能整合到地面運(yùn)動(dòng)模擬中需要大量的計(jì)算能力，并且可能難以驗(yàn)證這些數(shù)值計(jì)算。

為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，Park開(kāi)始創(chuàng)建具有簡(jiǎn)單地形和盆地特征的3D模型，以探索地面震動(dòng)時(shí)的這些影響。她說(shuō)，金屬是她首選的印刷材料，“因?yàn)樗梢韵竦厍蛳碌貧ひ粯訄?jiān)硬。”

通過(guò)控制打印參數(shù)，Park還可以控制打印機(jī)放置的金屬密度，從而創(chuàng)建具有不同地震速度的材料。以她在會(huì)議上展示的洛杉磯盆地為例，結(jié)果是一個(gè)20 x 4厘米的模型，該模型代表了整個(gè)盆地50公里的橫截面。

對(duì)于印刷的景觀，Park的比例大約為1：250,000，Park還需要縮小她用來(lái)模擬地震波的波長(zhǎng)，這是基于激光的源和接收器系統(tǒng)的所在。模型的激光發(fā)射模擬地震源事件，并且當(dāng)?shù)卣鸩ㄅc模型特征相互作用時(shí)，激光多普勒接收器會(huì)感應(yīng)到由此產(chǎn)生的振動(dòng)。

使用模型進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)得出了一些有趣的發(fā)現(xiàn)。例如，Park的水盆橫截面很淺，因此發(fā)現(xiàn)某些高頻波被阻止穿過(guò)水盆傳播。

她說(shuō)：“我們知道盆地通常會(huì)放大地面運(yùn)動(dòng)，但這表明我們也應(yīng)該考慮不同的頻率成分。”

帕克說(shuō)，這些模型對(duì)于研究通過(guò)其他地震學(xué)上復(fù)雜特征的波傳播也可能是有用的，例如斷層附近嚴(yán)重受損的巖石，在油氣提取或固碳過(guò)程中注入流體和氣體的巖石層以及深層地球的特征。

Park將于2021年6月加入芝加哥大學(xué)地球物理科學(xué)系。