美國黃石國家公園是熱門的旅遊景區，也是美國曆史上第一個(ge) 國家公園。時至今日，在它的地下深處仍然湧動著地球上地震最頻繁的火山活動網。在一項7月18日發表於(yu) 《科學進展》的研究中，研究人員利用機器學習(xi) 重新調查了黃石破火山口15年間的曆史地震數據。他們(men) 重新探測並確定震級的地震數量約是先前記錄的10倍。

美國黃石公園

 破火山口與(yu) 由向外爆炸形成的火山口不同，是指火山噴發後，其下方的岩漿庫排空，導致上方地表塌陷而形成的大型窪地或凹陷。在黃石公園，有一個(ge) 橫跨懷俄明州、愛達荷州和蒙大拿州部分區域的破火山口，其曆史目錄包含了2008年至2022年間的86276次地震。利用更好的數據收集和係統分析，這項研究顯著改善了對火山和地震係統的既有認知。

 在應用機器學習(xi) 之前，地震通常是由訓練有素的專(zhuan) 家來人工探測的。這一過程耗時長、成本高，所探測到的地震事件數量通常也少於(yu) 機器學習(xi) 。近年來，機器學習(xi) 引發數據挖掘熱潮，地震學家們(men) 重新審視存儲(chu) 在世界各地數據中心的大量曆史波形數據，從(cong) 而更多地了解全球未知的地震區域。

 論文作者之一、加拿大西安大略大學工程學教授 Bing Li 表示：“如果要以人工手動點擊所有數據來尋找地震，那是根本做不到的。這不可擴展。”

 這項研究的一個(ge) 關(guan) 鍵發現是，在黃石公園記錄到的地震中，超過一半屬於(yu) 地震群，即在相對較短時間內(nei) 在相對較小區域內(nei) 擴散和移動的、相互關(guan) 聯的小地震群。這和餘(yu) 震不同，餘(yu) 震是指在同一大致區域內(nei) 跟隨較大主震發生的較小地震。

 “雖然黃石和其他火山各有特點，但我們(men) 希望這些見解也能應用於(yu) 其他地方。”Bing Li說，“通過理解地震群等地震活動模式，我們(men) 可以改進安全措施，更好地向公眾(zhong) 告知潛在風險，甚至能在有地熱流前景的地區引導地熱能源開發遠離危險區域。”

 研究還表明，與(yu) 南加州乃至破火山口外等地區觀察到的更典型的成熟斷層結構相比，黃石破火山口下的地震群發生在相對不成熟的粗糙斷層結構上。研究人員認為(wei) ，這些地震群是由緩慢移動的地下水和突然爆發的流體(ti) 的混合作用引起的。

 “在很大程度上，我們(men) 還沒有係統理解地震群中的一次地震是如何觸發另一次的。我們(men) 隻能間接測量事件之間的時空間隔。”Bing Li指出。“但現在，我們(men) 擁有了一個(ge) 關(guan) 於(yu) 黃石破火山口下方更詳實的地震活動目錄，我們(men) 可以應用統計學方法來幫助我們(men) 量化此前未發現過的地震群，進而研究它們(men) ，看看我們(men) 能從(cong) 中學到什麽(me) 。”