Nadia Lapusta

Nadia Lapusta
Alma mater	Taras Shevchenko National University of Kyiv Harvard University
Känd för	Kontinuummekanik Jordbävningsfysik
Vetenskaplig karriär
institutioner	California Institute of Technology

Nadia Lapusta är professor i maskinteknik och geofysik vid California Institute of Technology . Hon designade den första beräkningsmodellen som exakt och effektivt kunde simulera sekvens av jordbävningar och interseismisk långsam deformation på ett planfel i en enda konsekvent fysisk ram.

Utbildning och tidig karriär

Lapusta föddes i Ukraina . Hon avslutade sin kandidatexamen vid Taras Shevchenko National University of Kiev , där hon tog sin examen med högsta betyg 1994. Hon flyttade till Amerika för sina doktorandstudier och tog en magisterexamen 1996 och en doktorsexamen 2001. Hennes doktorandarbete tog hänsyn till dynamiken av friktionsglidning på plana gränssnitt och övervakades av James R. Rice . Under sina doktorandstudier belönades hon med ett enastående studentpresentationspris från American Geophysical Union och Harvard University Certificate of Distinction in Teaching. Hennes avhandling belönades med Nicholas Metropolis Award for Outstanding Doctoral Thesis Work in Computational Physics från American Physics Society .

Forskning och karriär

Lapusta började på California Institute of Technology som biträdande professor i maskinteknik och geofysik 2002. Hon är medlem i Caltech Seismological Laboratory och Mechanical and Civil Engineering Faculty i divisionen Engineering and Applied Science. Hennes forskargrupp fokuserar på att studera geomaterials mekanik, grunderna för friktion, interaktioner mellan fasta ämnen och jordbävningskällor . Lapusta är särskilt intresserad av mekaniken och fysiken för seismisk deformation och aseismisk krypning , och använder både analytisk och numerisk modellering för att studera friktions- och frakturfenomen. Hon tilldelades ett National Science Foundation CAREER Award för att utveckla ett tvärvetenskapligt ramverk för grundläggande förståelse och förutsägelse av jordbävningsprocesser.

Det unika beräkningsramverket som utvecklats av Lapusta och medarbetare har gett transformativa insikter i naturen hos jordbävningsprocesser och felglidning över skalor. Modellen kan förutsäga seismiskt (snabbt) och aseismiskt (långsamt) beteende. Hon använde denna modell för att simulera olika förkastningsbeteenden, inklusive jordbävningskärnbildning, postseismisk glidning och interseismisk deformation. Att använda en enda modell för att simulera alla felbeteenden gjorde det möjligt för Lapusta et al. att visa att under en jordbävning de förment stabila zonerna beter sig annorlunda när de penetreras av jordbävningsbrott , och kan faktiskt bidra till att generera massiva jordbävningar genom dynamisk försvagning. Hennes modell kunde kvalitativt återskapa jordbävningen i Tōhoku 2011 . avslöja den kritiska rollen av småskaliga friktions- och hydromekaniska processer och peka på komplexa återkopplingsinteraktioner mellan felglidning, friktion och heterogena hydrauliska egenskaper som kvalitativt och kvantitativt kan förändra felresponsen från vad som kan härledas från småskaliga experiment Lapustas arbete med små återkommande jordbävningar , interaktion av seismisk och aseismisk glidning i komplexa förkastningsstrukturer, och dynamisk försvagning som potentiellt kan styra den slutliga storleken på en jordbävning efter dess kärnbildning, har visat vikten av rigorös mekanikbaserad modellering av jordbävningsprocesser, och hur detta potentiellt kan vara mycket informativa för beräkningar av seismiska faror, särskilt när data är knapphändiga som det är fallet för stora jordbävningar. Till exempel studerade Lapusta de stora områdena av aseismisk krypning efter jordbävningen i Peru 2007, som kan verka för att minska den seismiska faran i en viss region. Hennes beräkningsarbete inkluderar också att använda probabilistiska inversionsverktyg för att förstå tsunamier som genereras under jordbävningar i subduktionszonen i djuphavsgravar i Japan och Chile.

I samarbete med Ares Rosakis på Caltech leder Lapusta ett forskningsprojekt från National Science Foundation som syftar till att koppla samman rigorösa beräkningsverktyg och laboratoriejordbävningsexperiment för att klargöra den grundläggande karaktären hos de dynamiska friktionslagarna och friktionsglidningslägena över skalor. Dynamisk friktion bestämmer hur jordbävningsbrott rör sig längs förkastningar som San Andreas-förkastningen , men är fortfarande till stor del missförstådd. Lapusta tillämpar sina kontinuummekanikbaserade beräkningsmodeller för att förstå samspelet mellan friktion, spänningsutveckling, tidigare seismicitet och framtida beteende hos förkastningssegment.

2017 tilldelades Lapusta Caltech Graduate Student Council Mentoring Award. Hon var vice ordförande i Southern California Earthquake Centers styrelse och leder för närvarande dess tvärvetenskapliga arbetsgrupp för fel- och bergmekanik. Hon har också varit involverad i National Academy of Engineering Frontiers of Engineering-programmet.