Томас Х. Хитон
Томас Х. Хитон | |
|---|---|
| Национальность |  Американский |
| Альма-матер | Калтех |
| Известный | Сейсмология и физика источников землетрясений |
| Научная карьера | |
| Поля | Сейсмология, физика землетрясений, инженерия |
| Учреждения | Калтех |
| Докторантура | Дональд Хелмбергер |
Томас Х. (Том) Хитон — американский сейсмолог , известный своим влиятельным вкладом в физику источников землетрясений и раннее предупреждение о землетрясениях . В настоящее время он является профессором геофизики и гражданского строительства Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт) и одним из ведущих мировых экспертов по сейсмологии.
Биография
[ редактировать ]Том Хитон получил степень бакалавра наук в Университете Индианы в 1972 году и доктора философии в Калифорнийском технологическом институте в 1978 году. Он защитил докторскую диссертацию. диссертацию по теории лучей и ее применению в сейсмологии под руководством сейсмолога Дона Хельмбергера . После окончания учебы Хитон присоединился к Геологической службе США (USGS) в 1979 году. Там он работал геофизиком-исследователем в их офисе в Пасадене с 1979 по июль 1995 года, в это время он был руководителем проекта Геологической службы США (USGS) сейсмической сети Южной Калифорнии . Он был ученым, руководившим офисом Геологической службы США в Пасадене с 1985 по октябрь 1992 года, а также координатором программы Геологической службы США по землетрясениям в южной Калифорнии. Хитон вернулся в Калифорнийский технологический институт в 1995 году, где возобновил должность профессора геофизики и гражданского строительства. Хитон женат, имеет троих детей.
Исследовать
[ редактировать ]Исследования Хитона в основном сосредоточены на сейсмологии и физике землетрясений с упором на динамику землетрясений, раннее предупреждение о землетрясениях и сильные колебания грунта . Он, пожалуй, наиболее известен в научном сообществе за свой вклад в инверсию источников и особенно за его влиятельную статью 1990 года «Свидетельства и последствия самовосстанавливающихся импульсов скольжения при землетрясениях». [1] где он ясно предоставил доказательства существования другого способа разрушения при землетрясениях; а именно импульсный режим, отличный от широко распространенной модели, похожей на трещину, которая была принята в то время. Эта статья открыла для ученых-сейсмологов новый способ взглянуть на землетрясения.
Сильное движение земли
[ редактировать ]Работа Хитона направлена на более полное понимание природы сотрясений грунта вблизи сильных землетрясений. То есть движения грунта в результате сильных землетрясений моделируются путем распространения волн с помощью трехмерных моделей структуры Земли. Модели дают реалистичные оценки больших смещений (несколько метров за несколько секунд), которые происходят при сильных землетрясениях. Хотя ускорения, связанные с этими большими перемещениями, могут быть недостаточно большими, чтобы вызвать разрушение прочных конструкций со сдвиговыми стенами, они могут вызвать серьезные деформации в гибких зданиях, работоспособность которых во многом зависит от пластичности при сильных землетрясениях. Групповая работа Хитона в этой области сосредоточена на исследовании потенциальных характеристик зданий со стальным каркасом, устойчивым к моменту, и зданий с изолированным основанием при сильных землетрясениях в зоне субдукции.
Физика землетрясений и напряжение земной коры
[ редактировать ]Хитон особенно заинтересован в понимании причин пространственно-неоднородного скольжения при землетрясениях. Имеются убедительные доказательства того, что скольжения при землетрясениях и напряжения в земной коре пространственно неоднородны и, возможно, фрактальны. В его группе разрабатывается несколько подходов к пониманию динамических свойств этой системы. Одним из подходов является трехмерное конечно-элементное моделирование областей земной коры с разрывами, возникающими на плоскостях разломов, контролируемых динамическим трением, и поиск условий, необходимых для поддержания наблюдаемых неоднородных характеристик напряжений и сдвижений в циклах землетрясений. С другой стороны, Хитон был одним из первых, кто осознал, что неоднородность земной коры можно смоделировать с помощью трехмерных моделей фрактальных тензоров напряжений. Совместно с Деборой Э. Смит они создали эти фрактальные тензоры напряжений и использовали их для создания каталогов мест землетрясений и механизмов очагов. С помощью этой модели они смогли объяснить несколько полевых наблюдений. Также модель предсказывает, что прочность коры должна быть свойством, зависящим от масштаба, и эта тема в настоящее время дополнительно исследуется в группе Хитона.
Системы предупреждения о землетрясениях
[ редактировать ]Хитон изначально интересовался прогнозированием землетрясений. Однако одно из последствий его ныне принятой импульсной модели землетрясений заключается в том, что предсказать, когда произойдет землетрясение, очень сложно, если не невозможно. Это связано с тем, что для инициирования разрыва не требуется, чтобы фоновое напряжение на плоскости разлома было равномерно высоким повсюду, поскольку импульсные разрывы могут распространяться при относительно низком фоновом напряжении. [2] Соответственно, напряжения должны быть высокими только в изолированных местах, которые могут быть недоступны для прямого наблюдения, поскольку эти места априори не известны. Однако импульсно-подобный режим разрыва имеет свои преимущества; это означает, что скольжение в любой точке прекращается в течение короткого периода времени после прохождения фронта разрыва в этом месте и задолго до остановки всего землетрясения. Поскольку существуют масштабные соотношения между сдвигом и общей длиной разрыва, импульсная модель подразумевает, что можно предсказать, по крайней мере, в вероятностном смысле, как долго может длиться землетрясение, как только будут записаны значения смещения в некоторых точках и в В импульсной модели мы можем получить информацию об окончательных значениях скольжения вскоре после начала разрушения. Это открывает новые возможности в области раннего предупреждения о землетрясениях. Виртуальный сейсмолог , представляющий собой инновационную технику раннего предупреждения о землетрясениях, является примером достижений группы Хитона в этой области.
Публикации
[ редактировать ]Хитон писал статьи по сейсмологии , физике землетрясений, раннему предупреждению о землетрясениях и вибрации зданий. В 1990 году он написал свою влиятельную статью о доказательствах и последствиях пульсаций, подобных разрывам, при реальных землетрясениях. До этого времени считалось, что землетрясения распространяются как трещины сдвига по плоскостям разломов в земной коре. В этой модели, похожей на трещину, каждая точка разлома продолжает смещаться в течение значительной части общей продолжительности землетрясения. Как только точка начнет скользить, она будет продолжать это делать до тех пор, пока волны не отразятся обратно от концов разлома, неся информацию о том, что землетрясение уже достигло своей полной длины разрыва. Изучая инверсии скольжения нескольких реальных землетрясений, Хитон пришел к выводу, что точка зрения на трещину не всегда верна. Напротив, он обнаружил, что продолжительность сдвига в любой точке разлома обычно не превышает одной десятой общего времени землетрясения. Это означает, что разрыв заживает вскоре после его возникновения в любой момент, и он привел примеры возможных физических механизмов, которые могут привести к такому раннему заживлению. Точка зрения Хитона вызвала огромную полемику, но это послужило толчком к проведению множества исследований для проверки его модели. В последующие годы были проведены многочисленные аналитические, численные и экспериментальные работы, которые предоставили подтверждающие доказательства модели Хитона. Импульсный режим разрыва в настоящее время является широко распространенной моделью, и ее иногда даже называют Heaton Pulses в знак признания вклада Хитона в эту область.
Почести и награды
[ редактировать ]- Сейсмологическое общество Америки (президент 1993–1995 гг.)
- Награда 1995 года за заслуги перед Министерством внутренних дел США.
- 2007 г. член Американского геофизического союза.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хитон, Томас Х. (1990), «Свидетельства и последствия импульсов самовосстановления скольжения при землетрясении», Physics of the Earth and Planetary Interiors , 64 (1), Elsevier : 1–20, Bibcode : 1990PEPI.. .64....1H , doi : 10.1016/0031-9201(90)90002-F
- ^ Чжэн, Г.; Райс, младший (1998), «Условия, при которых трение, уменьшающее скорость, допускает самовосстановление, а не трещиноподобный режим разрыва» , Бюллетень Сейсмологического общества Америки , 88 (6), Сейсмологическое общество Америки : 1466–1483
Внешние ссылки
[ редактировать ]| Базы данных авторитетного контроля : академики |
|---|
