Томас Х. Хитон - Thomas H. Heaton

Томас Х. Хитон
Национальность	Американец
Альма-матер	Калтех
Известен	Сейсмология и физика источника землетрясения
Научная карьера
Поля	Сейсмология, Физика землетрясений, Инженерия
Учреждения	Калтех
Докторант	Дональд Хелмбергер

Томас Х. (Том) Хитон является Американец сейсмолог, известный своим влиятельным вкладом в землетрясение исходная физика и раннее предупреждение о землетрясении. В настоящее время он является профессором геофизики и гражданского строительства в Калтех и один из ведущих мировых специалистов по сейсмологии.

биография

Том Хитон получил степень бакалавра наук. из Университета Индианы в 1972 году и Кандидат наук. из Калтех в 1978 г. Он написал докторскую диссертацию. Тезис по теории лучей и ее применению в сейсмологии под руководством сейсмолога Дон Хельмбергер. После выпуска Хитон присоединился к USGS в 1979 году. Там он работал геофизиком-исследователем в их офисе в Пасадене с 1979 по июль 1995 года, в то время он был руководителем проекта Геологической службы США. Сейсмическая сеть Южной Калифорнии. Он был ученым, руководившим офисом Геологической службы США в Пасадене с 1985 по октябрь 1992 года, а также координатором программы землетрясений Геологической службы США в южной Калифорнии. Хитон вернулся в Калифорнийский технологический институт в 1995 году, где занял должность профессора геофизики и гражданского строительства. Хитон женат, имеет троих детей.

Исследование

Исследования Хитона в основном сосредоточены на сейсмология и физика землетрясений с акцентом на динамику землетрясений, раннее предупреждение о землетрясении и сильное движение грунта. Он, пожалуй, наиболее известен в научном сообществе благодаря его нескольким вкладам в инверсии источников и особенно его влиятельной статье 1990 года «Свидетельства и последствия самовосстановления импульсов скольжения при землетрясениях».^[1] где он четко представил доказательства существования другого режима разрушения при землетрясениях; а именно импульсный режим, отличный от общепринятой модели типа трещины, которая была принята в то время. Эта статья дала толчок исследователям землетрясений по-новому взглянуть на землетрясения.

Сильное движение грунта

Работа Хитона направлена ​​на более полное понимание природы сотрясений земли при сильных землетрясениях. То есть движение грунта от сильных землетрясений моделируется путем распространения волн через трехмерные модели структуры земли. Модели дают реалистичные оценки больших смещений (несколько метров за несколько секунд), которые происходят при сильных землетрясениях. Хотя ускорения, связанные с этими большими смещениями, могут быть недостаточно большими, чтобы вызвать разрушение прочных стеновых конструкций, они могут вызвать серьезные деформации в гибких зданиях, которые в значительной степени зависят от пластичности при сильных землетрясениях. Групповая работа Хитона в этой области сосредоточена на исследовании потенциальных характеристик стальных зданий с сопротивляемым моментом каркасов и зданий с изоляцией от основания при сильных землетрясениях в зоне субдукции.

Физика землетрясения и напряжения земной коры

Хитон особенно заинтересован в понимании причин пространственно неоднородного скольжения при землетрясениях. Имеются убедительные доказательства того, что землетрясения и напряжения земной коры пространственно неоднородны и, возможно, фрактальны. В его группе используется несколько подходов к пониманию динамических свойств этой системы. Одним из подходов является трехмерное моделирование методом конечных элементов для областей земной коры с разрывами, возникающими на плоскостях разломов, контролируемых динамическим трением, и поиск условий, необходимых для поддержания наблюдаемых неоднородных характеристик напряжения и скольжения в циклах землетрясений. С другой стороны, Хитон был одним из первых, кто осознал, что неоднородность земной коры может быть смоделирована с помощью трехмерных моделей фрактальных тензоров для напряжения. Вместе с Деборой Смит они сгенерировали эти фрактальные тензоры напряжений и использовали их для создания каталогов мест землетрясений и механизмов очага. С помощью этой модели они смогли объяснить несколько полевых наблюдений. Также модель предсказывает, что прочность корки должна быть свойством, зависящим от масштаба, тема, которая в настоящее время изучается в группе Хитона.

Системы предупреждения о землетрясениях

Хитон изначально интересовался предсказанием землетрясений. Однако одно из следствий его теперь принятой импульсной модели для разрывов при землетрясениях заключается в том, что предсказать, когда землетрясение произойдет, очень сложно, если не невозможно. Это связано с тем, что не требуется, чтобы фоновое напряжение на плоскости разлома было везде одинаково высоким, чтобы инициировать разрыв, 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 заранее не известны. Однако импульсный режим разрыва имеет врожденное достоинство; это означает, что скольжение в любой точке прекращается в течение короткого периода времени после прохождения фронта разрыва в этом месте и задолго до прекращения всего землетрясения. Поскольку существуют масштабные соотношения между проскальзыванием и общей длиной разрыва, импульсная модель подразумевает, что можно предсказать, по крайней мере в вероятностном смысле, как долго может длиться разрыв при землетрясении после того, как значения проскальзывания в некоторых точках будут записаны и в В импульсной модели мы можем получить информацию о конечных значениях скольжения вскоре после начала разрыва. Это открывает новые возможности в области раннего предупреждения землетрясений. В виртуальный сейсмолог, который представляет собой инновационный метод раннего предупреждения о землетрясениях, является примером достижений группы Хитона в этой области.

Публикации

Хитон писал по темам в сейсмология, физика землетрясений, раннее предупреждение о землетрясении и строительные колебания. В 1990 году он написал свою влиятельную статью о доказательствах и значении пульсовых разрывов при реальных землетрясениях. До этого времени считалось, что землетрясения распространяются как трещины сдвига на плоскостях разломов в земной коре. В этих трещиноподобных моделях каждая точка разлома продолжает скользить в течение значительной части общей продолжительности землетрясения. Как только точка начинает 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 вид трещины не всегда верен. Напротив, он обнаружил, что продолжительность скольжения в любой точке разлома обычно не превышает одной десятой от 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 огромные споры, но она вызвала множество исследований для проверки его модели. В последующие годы были выполнены многочисленные аналитические, численные и экспериментальные работы, которые показали подтверждающие доказательства в пользу модели Хитона. Импульсный режим разрыва в настоящее время является широко принятой моделью, и его иногда даже называют Heaton Pulses отмечая вклад Хитона в эту область.

Почести и награды

• Сейсмологическое общество Америки (Президент 1993–1995)
• 1995 награда за заслуги перед Министерством внутренних дел США
• 2007 член Американского геофизического союза

Рекомендации

внешняя ссылка

• Томас Х. Хитон в Калтех