[PYTHON] La lune est-elle le déclencheur de l'énorme tremblement de terre? -> lunaire
- Abstract
- Dans de nombreux cas, d'énormes tremblements de terre (M> 8) sont déclenchés par la déformation de la terre due au stress des marées causé par la lune.
- Il y avait aussi quelques articles qui traitaient statistiquement les tremblements de terre survenus dans le passé et discutaient de la relation avec les marées.
- Mais, bien sûr, en discutant de l'angle de phase de marée, je n'ai rien trouvé qui montre clairement l'âge lunaire ou la phase lunaire.
- L'angle de phase de marée se comporte à peu près de la même manière que l'âge lunaire, c'est donc naturel.
- Je ne pense pas qu'une personne moyenne puisse calculer elle-même l'angle de phase de marée.
- Cependant, vous pouvez voir par vous-même la position de la lune et du soleil.
- Ainsi, j'ai visualisé l'état d'occurrence de l'âge lunaire et du tremblement de terre.
- Introduction
Cet article fournit une visualisation de l'heure statistiquement ** de la position et de la phase de la lune lors des tremblements de terre passés.
Ce fut Schuster (1897) [1] il y a plus de 100 ans qui discuta pour la première fois des effets de la marée lunaire. Après cela, concernant la relation entre la marée mondiale et le tremblement de terre, il existe des études telles que Tanaka (2012) [4] et Ide et al. (2016) [5] comme des études ciblant des sources sismiques spécifiques (groupes). De plus, Tsuruoka et Ohtake (1995) [2] ont discuté de la relation avec les marées mondiales pour les tremblements de terre qui se sont produits dans le monde, mais cela est difficile pour le grand public dans les domaines non universitaires. Par conséquent, après tout, la relation entre la lune et le tremblement de terre n'est pas très claire pour beaucoup de gens dans le monde.
Par conséquent, le but de ce rapport est de permettre de rappeler la probabilité d'un tremblement de terre en regardant la lune et le soleil.
- Data
2.1 Data Source
Le catalogue des tremblements de terre à visualiser a été (probablement) fourni par le United States Geological Survey (USGS), Significant Earthquakes, 1965-2016. earthquake-database) est utilisé. Ces données ne sont cataloguées qu'avec une magnitude M de 5,5 ou plus.
Non seulement l'USGS, mais aussi l'Agence météorologique japonaise et l'Institut de recherche sur la prévention des catastrophes publient des catalogues antérieurs sur les tremblements de terre. Cependant, ce n'est pas une liste simple et est très difficile à utiliser. Par conséquent, les données ci-dessus sont utilisées.
À l'origine, les tremblements de terre sont causés par la tectonique des plaques à chaque point, il y a donc toujours des caractéristiques régionales. Cette fois, puisque nous avons ciblé l'activité sismique sur une vaste région du monde, nous n'avons pas du tout tenu compte des caractéristiques régionales. Par conséquent, sachez que le contenu peut sembler étrange à un chercheur professionnel.
2.2 Data Overview
Tout d'abord, lisez les données et vérifiez les premières lignes. Utilisez python pour l'analyse et la visualisation.
import math
import datetime
import os, sys
import numpy as np
import pandas as pd
DATA_DIR = "/kaggle/input/earthquake-database/" + os.sep
# read data file
earthquake = pd.read_csv(
DATA_DIR+"database.csv",
sep=",",
parse_dates={'datetime':['Date', 'Time']},
encoding="utf-8",
error_bad_lines=False,
)
# treating irregular data
for idx in [3378,7512,20650]:
earthquake.at[idx, "datetime"] = earthquake.at[idx, "datetime"].split(" ")[0]
earthquake["datetime"] = pd.to_datetime(earthquake["datetime"], utc=True)
earthquake.set_index(["datetime"], inplace=True)
earthquake.head()
""" Output
Latitude Longitude Type Depth Depth Error Depth Seismic Stations Magnitude Magnitude Type Magnitude Error Magnitude Seismic Stations ... Horizontal Error Root Mean Square ID Source Location Source Magnitude Source Status inner moon_dist sun_dist
datetime
1965-01-02 13:44:18 19.246 145.616 Earthquake 131.6 NaN NaN 6.0 MW NaN NaN ... NaN NaN ISCGEM860706 ISCGEM ISCGEM ISCGEM Automatic 0.364867 4.128686e+08 1.471089e+11
1965-01-04 11:29:49 1.863 127.352 Earthquake 80.0 NaN NaN 5.8 MW NaN NaN ... NaN NaN ISCGEM860737 ISCGEM ISCGEM ISCGEM Automatic -0.996429 4.065270e+08 1.471063e+11
1965-01-05 18:05:58 -20.579 -173.972 Earthquake 20.0 NaN NaN 6.2 MW NaN NaN ... NaN NaN ISCGEM860762 ISCGEM ISCGEM ISCGEM Automatic 0.947831 4.052391e+08 1.471037e+11
1965-01-08 18:49:43 -59.076 -23.557 Earthquake 15.0 NaN NaN 5.8 MW NaN NaN ... NaN NaN ISCGEM860856 ISCGEM ISCGEM ISCGEM Automatic 0.248578 3.896846e+08 1.471106e+11
1965-01-09 13:32:50 11.938 126.427 Earthquake 15.0 NaN NaN 5.8 MW NaN NaN ... NaN NaN ISCGEM860890 ISCGEM ISCGEM ISCGEM Automatic -0.988605 3.882323e+08 1.471218e+11
"""
Les données étaient comme ça.
2.3 World Map
Vérifiez la distribution source du tremblement de terre.
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.basemap import Basemap
%matplotlib inline
ti = "Map of Earthquake's epicenter duaring 1965-2016"
fig = plt.figure(figsize=(18, 18), dpi=96)
plt.rcParams["font.size"] = 24
m = Basemap(projection='robin', lat_0=0, lon_0=-170, resolution='c')
m.drawcoastlines()
m.fillcontinents(color='#606060', zorder = 1)
for i in range(5,10,1):
#print(i)
tmp = earthquake[(earthquake["Magnitude"]>=i)&(earthquake["Magnitude"]<i+1)&(earthquake["Type"]=="Earthquake")]
x, y = m(list(tmp.Longitude), list(tmp.Latitude))
points = m.plot(x, y, "o", label=f"Mag.: {i}.x", markersize=0.02*float(i)**3.2, alpha=0.55+0.1*float(i-5))
plt.title(f"{ti}", fontsize=22)
plt.legend(bbox_to_anchor=(1.01, 1), loc='upper left', borderaxespad=0, fontsize=18)
plt.show()
Il est clair que les tremblements de terre sont concentrés dans la ceinture orogénique Pacific Rim. Je veux dire, le Japon est dangereux.
2.4 Distribution of the Depth
Vérifiez la distribution en profondeur de la source sismique.
ti = "Distribution of Earthquake's Depth"
plt.figure(figsize=(20, 12), dpi=96)
plt.rcParams["font.size"] = 24
for i in range(5,9,1):
#print(i)
tmp = earthquake[(earthquake["Magnitude"]>=i)&(earthquake["Magnitude"]<i+1)&(earthquake["Type"]=="Earthquake")]
plt.hist(tmp["Depth"], bins=50, density=True, histtype='step', linewidth=2.5, label=f"Mag.: {i}.x")
plt.legend(bbox_to_anchor=(1.02, 1), loc='upper left', borderaxespad=0, fontsize=18)
plt.xlabel("Depth, km")
plt.ylabel("Count of Earthquake (Normarized at Total surface=1)")
plt.title(f"{ti}")
plt.show()
La plupart des tremblements de terre
- Concentré sur la couche de surface avec une profondeur de 100 km ou moins
- Se produit légèrement dans la zone de 550-650 km de profondeur
Tu peux voir ça. Bien que ce ne soit pas clair à partir de ce graphique seul, les tremblements de terre d'une profondeur de plus de 550 km ne sont probablement pas des frontières de plaques, mais des tremblements de terre qui se sont produits à l'intérieur de la croûte continentale dans la partie centrale du continent.
L'intensité sismique des tremblements de terre causés par le stress des marées et la marée océanique peut atteindre environ 70 à 80 km en raison de son mécanisme. Désormais, les données à visualiser seront celles de moins de 80 km.
earthquake = earthquake[earthquake["Depth"]<80]
earthquake = earthquake[earthquake["Type"]=="Earthquake"]
- Orbit calculation of the Moon and the Sun from the Earth
Le stress des marées de la lune à la surface de la terre augmente lorsque
- Lorsque la distance entre la lune et la terre est courte
- Puisque la force de la marée est inversement proportionnelle à la puissance __ ** 3 de la distance ** __ Référence
- En raison de la forte influence de la distance, l'influence du soleil est d'environ 45% de la lune
- Au moment de la nouvelle lune ou de la pleine lune
- Parce que les forces gravitationnelles universelles du soleil et de la lune sont dans la même direction et que les vecteurs de force gravitationnelle universelle sont alignés.
- Avant et après marée haute ou marée basse
- Parce que le changement du niveau de la mer modifie la charge sur la croûte
Par conséquent, pour chaque fois dans la liste des tremblements de terre acquis
- Distance entre la lune et la terre
- Distance entre le soleil et la terre
- Angle de phase du soleil et de la lune vu de la source du séisme
- Orientation et altitude de la lune vues de la source du tremblement de terre
Je vais demander.
3.1 Library
Utilisez Astropy, qui est une bibliothèque pratique pour calculer la position des corps célestes.
3.2 Ephemeris for Astronomical position calculation
En tant que calendrier astronomique pour calculer la position des corps célestes, Calendrier astronomique publié par JPL (Jet Propulsion Laboratory) Parmi ceux-ci, utilisez les derniers DE432. Le DE432 a une taille de fichier plus petite (~ 10 Mo) et est plus facile à gérer, au prix d'une période plus courte (1950-2050) que DE432. (Référence)
3.3 Obtaining of Phase Angle between the Sun and the Moon
Veuillez voir ici pour les détails.
- Data Visualization
Veuillez voir ici pour les détails.
- Summary
La relation de position entre la lune et le soleil au moment du tremblement de terre a été étudiée. En conséquence, il a été constaté que ce qui suit était le résultat d'un grand tremblement de terre (M> 5,5) vu dans son ensemble.
- En tant que déclencheur de la survenue d'un tremblement de terre, la lune (à proprement parler, les caractéristiques de l'orbite lunaire) semble être liée au séisme.
- Le nombre de tremblements de terre augmente ou diminue en réponse aux fluctuations du stress des marées que la terre reçoit de la lune et du soleil.
- ** Les tremblements de terre près de l'équateur ont tendance à se produire pendant la pleine ou la nouvelle lune **
- ** Le cycle annuel (fluctuations saisonnières) n'a pas pu être confirmé **
En outre, il a été constaté qu'il existe les tendances suivantes.
- Surtout pour les grands tremblements de terre d'une magnitude supérieure à 8, le biais peut être confirmé autour du jour de la pleine lune ou de la nouvelle lune.
- Le moment de l'occurrence d'un tremblement de terre pendant la pleine lune ou la nouvelle lune se situe souvent ** autour de l'heure du lever ou du coucher de la lune **
À l'origine, il est nécessaire d'examiner si le tremblement de terre est réellement causé par la marée lunaire, en fonction des caractéristiques de la source de chaque tremblement de terre. Par exemple, il existe des études telles que Tanaka (2012) [4] et Ide et al. (2016) [5] en tant qu'études ciblant des sources sismiques spécifiques. Cependant, je le confie à un chercheur professionnel, et je ne parlerai ici que des tendances statistiques vers les tremblements de terre dans le monde.
- Future Prospects
Inutile de dire que le Japon est un pays sujet aux tremblements de terre. En conséquence, des catastrophes majeures se sont fréquemment produites dans le passé, notamment des tsunamis et des incendies provoqués par des tremblements de terre. Par conséquent, il a un grand intérêt pour la prévision des tremblements de terre, et une organisation appelée Comité de liaison pour la prévision des tremblements de terre est gérée sous l'initiative du gouvernement.
Cependant, la plupart des tremblements de terre sont des tremblements de terre destructeurs de plaques, qui représentent la majorité de tous les tremblements de terre, y compris les tremblements de terre de type faille indirectement causés par la même tectonique des plaques (la source est oubliée). Dans tous les cas, les deux sont causés par l'activité destructrice de la plaque de terre, et il est généralement physiquement impossible de prédire l'avenir de l'activité destructrice en premier lieu. (Ce n'est pas impossible dans des conditions très spéciales, mais il est peu probable que ces conditions spéciales viennent naturellement).
Par conséquent, ** «La prévision des tremblements de terre est impossible en principe» **, mais récemment l’administration se concentre sur ** l’atténuation des catastrophes ** plutôt que sur la prévention des catastrophes. Du point de vue de l'atténuation des catastrophes, si nous pouvons gérer la probabilité d'occurrence comme s'il s'agissait d'une prévision météorologique, nous pourrions être en mesure de contribuer à l'amélioration de la qualité de vie (par exemple, puisque la probabilité d'un séisme majeur est élevée cette semaine, sortons à nouveau la semaine prochaine. Tel).
Future Work
Je voudrais faire des visualisations similaires pour une zone spécifique dans une certaine plage. Dans certaines régions, l'influence de la lune peut être forte.
Reference