La magie informatique donne aux chercheurs sur les tremblements de terre un aperçu plus approfondi des grands tremblements de terre et du mouvement qu’ils génèrent > Actualités > USC Dornsife

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La magie informatique donne aux chercheurs sur les tremblements de terre un aperçu plus approfondi des grands tremblements de terre et du mouvement qu’ils génèrent > Actualités > USC Dornsife

Le Southern California Earthquake Center de l’USC Dornsife déploie des ordinateurs hautes performances, des capteurs et d’autres gadgets de haute technologie pour mieux préparer les Californiens à une activité sismique intense. [5 min read]

Les tremblements de terre sont une source omniprésente d’anxiété en Californie, où la faille de San Andreas traverse la majeure partie de l’État et menace à tout moment de devenir “la grande”. Même le plus petit frisson sismique envoie les résidents chercher des nouvelles sur Google et met le feu à « Twitter sur le tremblement de terre ».

Le Southern California Earthquake Center (SCEC) de l’USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences, travaille pour aider à apaiser certaines de ces craintes. Depuis 1991, le centre effectue des recherches sur les tremblements de terre pour mieux comprendre le phénomène et, peut-être un jour bientôt, pour les prévoir avec une précision beaucoup plus élevée que celle actuellement disponible.

SCEC sert également de source d’informations rationnelles sur la façon de se préparer aux tremblements de terre et ce qu’il faut faire quand ils arrivent. Ils aident à la fois l’Agence fédérale de gestion des urgences et le Bureau des services d’urgence de Californie à guider et à éduquer le public. Chaque année, leur Shakedown Drill aide des millions de personnes dans le monde à se mettre à l’aise pour se cacher et se couvrir si le sol commence à trembler.

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Yehuda Ben-Zion dirige le Southern California Earthquake Center à l’USC Dornsife. (Photo : avec l’aimable autorisation de Yehuda Ben-Zion.)

Le directeur du centre Yehuda Ben-Zion, professeur de sciences de la Terre à l’USC Dornsife, a récemment expliqué sur quoi SCEC travaillait et comment leurs nouvelles initiatives – dont beaucoup font partie des efforts de l’USC pour utiliser l’informatique pour le bien public – pourraient nous aider à commencer à prédire quand le prochain apparaîtra.

Comment vous êtes-vous intéressé aux tremblements de terre ?

Les tremblements de terre sont un excellent exemple d’un processus naturel complexe qui n’est pas bien compris et a une importance sociétale considérable. Je me suis intéressé aux tremblements de terre… à l’université, lorsque les méthodes d’analyse de systèmes complexes avec de nombreux processus en interaction ont commencé à être appliquées à divers problèmes des sciences de la Terre et d’autres sujets (par exemple, en physique, chimie et biologie).

Les aspects de la recherche sur les tremblements de terre que je trouve particulièrement gratifiants sont la capacité d’interagir avec des scientifiques et des étudiants hautement compétents issus de communautés multidisciplinaires qui sont tous engagés dans des études sur les tremblements de terre, et la possibilité de mener des études sur le terrain dans de grands environnements naturels à travers le monde, qui sont parfois assez distant et spectaculaire.

SCEC a récemment remporté le 2021 fil HPC Prix ​​du choix de l’éditeur pour la meilleure utilisation du calcul haute performance dans les sciences physiques. Comment le calcul haute performance peut-il nous aider à mieux comprendre les séismes ?

Les tremblements de terre et les mouvements sismiques du sol qu’ils génèrent sont associés à une interaction complexe entre les processus de défaillance des failles et la propagation des ondes sismiques de la faille à travers la Terre.

Pour résoudre des problèmes aussi complexes, le SCEC a été le pionnier de la recherche avec le calcul haute performance, en commençant par l’ancien directeur du SCEC Tom Jordan et en s’étendant au cours des années suivantes. Le calcul hautes performances utilise de puissants superordinateurs pour simuler et analyser les données, ce qui produit des résultats beaucoup plus rapides que votre ordinateur de bureau standard.

Les résultats améliorent notre compréhension de nombreux phénomènes sismiques. Il s’agit de préciser à quelle fréquence des tremblements de terre de magnitudes variables sont attendus dans différentes régions, et comment des facteurs tels que la direction dans laquelle la faille se rompt et la résonance des vagues dans les bassins sédimentaires, où les roches meubles et le sol se déposent sur des millions d’années, se combinent tous pour augmenter le mouvement du sol à certains emplacements. Le deuxième exemple est bien illustré dans cette animation récente.

De quelles façons le public peut-il mieux comprendre et se préparer aux tremblements de terre en utilisant les ressources du SCEC ?

Nos sept étapes vers la sécurité sismique fournissent des conseils sur ce qu’il faut faire avant, pendant et après les tremblements de terre. Ces documents sont disponibles en 14 langues et comprennent des conseils pour les personnes handicapées.

Depuis 2008, SCEC a aidé à coordonner le Great ShakeOut Earthquake Drill annuel. Des millions de personnes ont participé à travers les États-Unis, les territoires américains et dans de nombreux pays du monde.

Quelles avancées ou percées dans la science des tremblements de terre anticipez-vous au cours de la prochaine décennie ?

Il existe d’excellentes opportunités dans la science des tremblements de terre, et nombre d’entre elles sont directement liées aux initiatives sur lesquelles SCEC travaille actuellement.

Les progrès de la technologie des capteurs et les déploiements à proximité de failles majeures nous permettront de combler des lacunes critiques dans les connaissances et d’enregistrer de nouvelles informations fondamentales sur les processus sismiques. Les progrès de l’apprentissage automatique et d’autres techniques d’exploration de données nous permettront d’extraire des informations plus détaillées de ces données enregistrées. La combinaison de ces avancées devrait nous permettre de résoudre de nombreuses questions sur les processus sismiques et les structures souterraines.

Les progrès de l’informatique de recherche et des simulateurs de tremblements de terre amélioreront notre compréhension des processus qui conduisent aux grands tremblements de terre. Ceci, combiné aux données améliorées attendues et aux analyses avancées des signaux, a un potentiel élevé pour améliorer notre capacité à prévoir les grands tremblements de terre.

Des simulations informatiques avancées du mouvement sismique du sol nous permettront d’améliorer nos estimations des risques sismiques directs et en cascade, comme les glissements de terrain. Cela contribuera à de meilleurs codes du bâtiment et à d’autres activités qui peuvent réduire le risque que les tremblements de terre posent à la société.

Sur quels nouveaux projets SCEC travaille-t-il actuellement ?

Nous travaillons sur une initiative visant à installer des réseaux denses de capteurs à proximité de grandes failles aux limites des plaques, là où les plaques tectoniques convergent. Cela améliorera considérablement les données disponibles sur ce qui se passe près de la source des tremblements de terre. Le SCEC développe également un « simulateur de tremblement de terre de nouvelle génération », qui répondra à des questions clés telles que les processus physiques qui produisent les conditions permettant aux grands tremblements de terre de se produire.

Nous envisageons également de réorganiser nos programmes de stages pour former davantage les étudiants à tirer parti des nouvelles techniques de calcul et de visualisation pour résoudre les grands défis de la science des tremblements de terre. Ces activités ont connu un grand succès dans le passé, et nous cherchons à impliquer d’autres groupes à l’USC dans cette entreprise.

Sur quelles opportunités étudiantes le SCEC travaille-t-il ?

Le programme du Bureau de l’apprentissage par l’expérience et de l’avancement professionnel du SCEC soutient la diversité et la rétention au sein de la main-d’œuvre STEM en offrant des opportunités de recherche, de réseautage, de formation et d’autres ressources aux étudiants et aux chercheurs et professeurs en début de carrière dans les domaines des sciences, de la technologie, de l’ingénierie et des mathématiques qui manquent de disponibilité. ressources dans leurs propres institutions.

Plus de 700 étudiants de premier cycle de divers horizons ont participé aux programmes de stages du SCEC. Grâce au programme SCEC Transitions, les étudiants et les chercheurs en début de carrière bénéficient d’une formation de mentor et de mentoré, d’orientations professionnelles et de développement de carrière et d’une formation aux compétences techniques lors d’ateliers, de cours de courte durée et de visites de recherche.

 
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