5月8日上午，“坚白”学术论坛（2023年第8期）在测绘学院218会议室成功举办。应李江涛研究员邀请，中国科学技术大学李泽峰研究员与四川大学梁超副研究员分别为我院师生作了题为“机器学习揭示深浅地震物理过程的统一规律”和“岩浆湖超长周期晃动信号在约束2018年Kilauea火山喷发中岩浆粘度的应用”的学术报告。论坛由李江涛研究员主持。
李泽峰研究员首先向我们介绍了深地震的相关知识，这是地震科学中一个令人费解的现象，理论认为在那样的温压条件下岩石不会发生脆性破裂。在过去的三十年里，地震学家观测到不同深度的地震具有各种不同破裂特征，并用它们来推断地震发生机制的差异。而李泽峰研究员借用机器学习方法中的随机森林算法证明前人观察到的地震矩释放过程差异与地震的具体发生机制无关，而是与归一化后的震源时间函数峰值以及持续时间有关，其中二者均与地球刚度有密切关系，这说明地球刚度的深度变化控制了几乎所有可观测到的深浅地震破裂过程差异。这一结果支持了应变降不变的假设，即同震滑移与地震破裂空间尺度的比值在各类地震中均保持大致不变。在此基础上李泽峰研究员修改了Aki在1967提出的地震标度律，重新预测了地震持续时间、空间尺度、应力降和角频率等关键震源参数随地球深度的变化。新的标度律对不同深度/刚度介质下的地震均成立。
在报告后，李泽峰研究员与参会的老师同学们就其中涉及的公式推导、原理假设、主要结论及其意义和启示等进行了充分的讨论。
梁超副研究员首先为同学们科普了火山的常见知识，然后切入正题：岩浆粘度是控制火山喷发行为的关键物理参数，然而在原位条件下对其约束的方法仍十分有限。梁超副研究员及其团队首次建立了Kilauea火山岩浆湖三维晃动模型，并利用2018年喷发过程中记录的VLP地震信号来反演浅部岩浆粘度。利用岩浆湖的三维几何模型与岩浆湖面高度的时程数据，成功解释了周期在10-20 s频段的所有共振模态的周期与衰减特性。随后专注于最长周期的两个模态（沿着长短轴的反对称晃动模态），并通过改变岩浆湖的动粘度（kinematic viscosity）与密度梯度来拟合次模态的品质因子Q（一般在16 - 80的范围）与周期。其结果显示，动粘度随着岩浆湖高度下降不断上升，从喷发之初（5月3日）的0.25m2/s增加到5月6日的2m2/s，而密度梯度则相对稳定。与重力测量、地球化学等其他观测相结合，发现岩浆湖上部平均温度低于1150摄氏度，并且在5月3日到6日间，下降了近80度。梁超副研究员的工作显示了基于物理过程的数值模型在约束岩浆关键动力学特征方面的效用，进而提升对岩浆运动机理的认识，此方法同样适用于其他流体晃动问题。
在报告后，梁超副研究员与参会的老师同学们就报告的细节进行了充分讨论，余下的时间还为大家介绍了自己所做的其他方面的研究工作。
李泽峰简介：
李泽峰，中国科学技术大学特任研究员，博士生导师。2012年中国科学技术大学本科毕业，2017年美国佐治亚理工学院获得博士学位，2017-2020年在美国加州理工学院从事博士后研究。主要研究领域是人工智能地震学和分布式光纤地震学。以第一或通讯作者在Nature Geoscience，AGU Advances，GRL等发表论文20余篇。近期成果入选ESI高被引论文，AGU亮点论文，AGU Advances高引用论文，中国光学十大社会影响力事件等。主持国家重点研发计划课题、子课题，国自然面上项目。现任JGR-Solid Earth、SRL Associate Editor，地球物理学报等期刊编委，JGR-Solid Earth主编遴选委员会成员，中国地震学会地震人工智能专委会副主任，中国地球物理学会地震学专委会秘书。
梁超简介：
梁超，四川大学灾后重建与管理学院特聘副研究员，博士生导师，国家级青年人才入选者，四川省地震学会理事。2013年同济大学土木工程专业本科毕业，2019年美国斯坦福大学获地球物理学博士学位，2019-2021年法国国家科学研究中心Geoazur实验室博士后，致力于火山与地震灾害物理机理研究，特别是地球岩石圈内固体形变与流体运移中多物理场的观测、模拟与反演，在EPSL、GRL、JGR等期刊发表论文10篇，其中第一作者论文6篇。
文字：邝晔旸、彭宏睿、龚峻仪、李江涛、高迎春
摄影：黄海波
审核：邹贤才