The Asian earthquakes detected in the ATLAS cavern
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Description
At the end of December, mysterious vibrations were picked up by the deformation sensors under the feet that are to support the ATLAS detector. It transpired that they had detected waves produced by the earthquakes responsible for the terrible tsunami in Asia.
Six hydrostatic level sensors installed under the feet of ATLAS to monitor any deformation of the structure on which the experiment will rest detected seismic waves linked to the Asian earthquakes last December.
During the Christmas break, the hydrostatic level sensors in the ATLAS cavern revealed a new facet of their capabilities. Installed by the CERN surveyors to monitor over time any deformation of the structure on which the feet that will support the detector rest, these sensors with sub-micron resolution took on the function of a seismograph. The signals recorded by the sensors at the end of the year are shown in the graph below, which reveals two perturbations, one on 23 December starting at 15.45 and the other on 26 December at 01.23. Seeing these unusual readings on 26 December, the CERN surveyors immediately wondered whether they were connected with the earthquake off the Indonesian coast.
The recordings taken by the six sensors revealed abnormal perturbations on 23 and 26 December 2004.
Dr Corine Frischknecht of the Geneva Centre for the Study of Geological Risks confirmed that the seaquake off the coast of Sumatra, which measured 9.0 on the Richter scale, was indeed responsible for the perturbations recorded at CERN. When a seismic event occurs, the resulting vibrations spread out in all directions and two types of wave can be distinguished, namely body waves, which propagate through the earth (such as P-waves or compressional waves, which are the fastest and propagate at a speed of 6 to 8 km/s, and S-waves or shear waves) and the generally slower surface waves, which are confined to the surface of the Earth (such as the horizontal Love wave, which causes much structural damage to foundations, and the Rayleigh wave).
The epicentre of the Sumatra quake was 9700 km from CERN. The primary (P) waves took about 20 minutes to reach us, which is consistent with the first perturbations recorded by the sensors at 1.23 a.m. (second graph). Thereafter it is hard to distinguish one wave type from another as they travel rather like rays of light that can be deflected each time they encounter a different medium, thus making their trajectories, which dictate the travelling time, very complex.
Once the cause of the perturbations on 26 December had been clarified, the CERN surveyors began to wonder what was behind those that had occurred at 15.45 UTC on 23 December. Various articles on the Sumatra tsunami mention a first quake at 14.59 UTC on 23 December north of the Macquarie islands (between Australia and Antarctica), which measured 8.1 on the Richter scale. This first quake is thought to have caused the second quake on 26 December, which was associated with the rupture of a friction zone between two plates, in all likelihood the one that occurred on 23 December.
Technical info
Cover articleOther (French)
De mystérieuses vibrations ont mis en alerte des capteurs de déformation installés sous les pieds d'ATLAS fin décembre. Ils avaient détecté des ondes émises par les séismes qui ont provoqué le terrible tsunami en Asie.
Other (French)
De mystérieuses vibrations ont mis en alerte des capteurs de déformation installés sous les pieds d'ATLAS fin décembre. Ils avaient détecté des ondes émises par les séismes qui ont provoqué le terrible tsunami en Asie.
Six capteurs de nivellement hydrostatique sont installés sous les pieds d'ATLAS pour surveiller les déformations de la structure de l'expérience. Ils ont détecté des vibrations liées aux séismes d'Asie fin décembre dernier.
Pendant la pause de Noël, les capteurs de nivellement hydrostatique (HLS) installés dans la caverne de l'expérience ATLAS par les géomètres du CERN ont démontré une nouvelle facette de leurs possibilités. Installés pour suivre dans le temps les déformations de la structure sur laquelle reposent les pieds qui vont soutenir l'expérience, ces capteurs d'une résolution micrométrique, se sont transformés en sismographe. La courbe ci-dessous met en évidence les lectures des capteurs enregistrées en fin d'année. Deux perturbations sont visibles, l'une le 23 décembre débutant à 15h45, l'autre le 26 décembre à 01h23. Les géomètres du CERN se sont tout de suite demandés si les perturbations du 26 décembre n'avaient pas un lien avec le séisme qui avait lieu en Indonésie.
Les enregistrements des six capteurs ont révélé des perturbations anormales les 23 et 26 décembre derniers.
Comme l'a confirmé le Dr Corine Frischknecht du Centre d'étude des risques géologiques à Genève, la cause de ces perturbations est bien le séisme sous-marin au large de Sumatra, d'une magnitude de 9.0 sur l'échelle ouverte de Richter. En effet, lors d'un séisme, les vibrations se propagent dans toutes les directions. On distingue alors deux types d'ondes : les ondes de volume qui traversent la terre (avec parmi elles les ondes P ou ondes de compression, les plus rapides, se propageant à une vitesse de 6 à 8 km/s et les ondes S ou ondes de cisaillement) et les ondes de surface guidées par la surface de la terre, en général plus lentes (avec parmi elles l'onde de Love qui provoque un ébranlement horizontal qui est la cause de nombreux dégâts aux fondation, et l'onde de Rayleigh).
L'épicentre du séisme de Sumatra se trouvait à 9700 km. Les premières ondes P ont mis environ 20 minutes pour arriver chez nous, ce qui correspond aux premières perturbations enregistrées par les capteurs dès 1h23. Il est ensuite difficile de distinguer telle ou telle onde : en effet, elles se propagent un peu comme les rayons lumineux, pouvant être déviées à chaque changement de milieu, ce qui leur donne des trajectoires très complexes dont dépend le temps de parcours.
Une fois la cause des perturbations du 26 décembre élucidée, les géomètres du CERN se sont demandés à quoi correspondaient les perturbations du 23 décembre, à 15h45 (temps universel ou UTC). Différents articles concernant le séisme de Sumatra mentionnent un premier séisme le 23 décembre à 14h59 UTC au Nord des îles Macquarie (entre l'Australie et l'Antartique), d'une magnitude de 8.1 sur l'échelle de Richter. Ce premier séisme serait à l'origine du second : le séisme du 26 décembre est lié à la rupture d'une zone de friction entre deux plaques, rupture qui s'est sans doute produite trois jours auparavant.
Files
na-2005-023_EX-0412006_01.jpg
Additional details
Identifiers
- CDS
- 824438
- CDS Report Number
- BUL-NA-2005-023
- Aleph number
- 000034851MMD
Related works
- References
- Other: 000034659 (Other)