Przewidywanie trzęsienia ziemi - Earthquake prediction

Przewidywanie trzęsień ziemi jest gałęzią nauki sejsmologii zajmującą się określaniem czasu, lokalizacji i wielkości przyszłych trzęsień ziemi w określonych granicach, a w szczególności „określaniem parametrów następnego silnego trzęsienia ziemi, które wystąpi w danym regionie. czasami odróżnia się od prognozowania trzęsień ziemi , które można zdefiniować jako probabilistyczną ocenę ogólnego zagrożenia trzęsieniem ziemi, w tym częstotliwości i wielkości niszczycielskich trzęsień ziemi na danym obszarze na przestrzeni lat lub dziesięcioleci. Nie wszyscy naukowcy rozróżniają „przewidywanie” i „prognozę”, ale jest przydatne i zostanie omówione w tym artykule.

Przewidywanie można dalej odróżnić od systemów ostrzegania o trzęsieniu ziemi , które po wykryciu trzęsienia ziemi zapewniają w czasie rzeczywistym ostrzeżenie w czasie rzeczywistym dla sąsiednich regionów, które mogą zostać dotknięte.

W latach 70. naukowcy byli optymistyczni, że wkrótce zostanie odnaleziona praktyczna metoda przewidywania trzęsień ziemi, ale w latach 90. ciągłe niepowodzenie skłoniło wielu do kwestionowania, czy jest to w ogóle możliwe. Wyraźnie udane prognozy dużych trzęsień ziemi nie miały miejsca, a nieliczne twierdzenia o sukcesie są kontrowersyjne. Na przykład najsłynniejsze twierdzenie odnoszące się do udanej prognozy dotyczy trzęsienia ziemi w Haicheng w 1975 roku . Późniejsze badanie wykazało, że nie było ważnej prognozy krótkoterminowej. Szeroko zakrojone poszukiwania wykazały wiele możliwych prekursorów trzęsień ziemi, ale jak dotąd nie zostały one wiarygodnie zidentyfikowane w znaczących skalach przestrzennych i czasowych. Chociaż część społeczności naukowej utrzymuje, że biorąc pod uwagę prekursory niesejsmiczne i biorąc pod uwagę wystarczające zasoby do ich obszernego badania, przewidywanie może być możliwe, większość naukowców jest pesymistami, a niektórzy utrzymują, że przewidywanie trzęsień ziemi jest z natury niemożliwe.

Ocena prognoz dotyczących trzęsień ziemi

Prognozy są uważane za znaczące, jeśli można wykazać, że są skuteczne poza przypadkowym przypadkiem. Dlatego też metody testowania hipotez statystycznych są wykorzystywane do określenia prawdopodobieństwa, że ​​przewidywane trzęsienie ziemi i tak nastąpi ( hipoteza zerowa ). Prognozy są następnie oceniane przez testowanie, czy korelują z rzeczywistymi trzęsieniami ziemi lepiej niż hipoteza zerowa.

Jednak w wielu przypadkach statystyczny charakter występowania trzęsień ziemi nie jest po prostu jednorodny. Klastrowanie występuje zarówno w przestrzeni, jak i czasie. W południowej Kalifornii około 6% trzęsień ziemi o sile M≥3,0 następuje „po trzęsieniu ziemi o większej sile w ciągu 5 dni i 10 km”. W środkowych Włoszech po 9,5% trzęsień ziemi o sile M≥3,0 następuje większe zdarzenie w ciągu 48 godzin i 30 km. Chociaż takie statystyki nie są satysfakcjonujące dla celów przewidywania (zadając od dziesięciu do dwudziestu fałszywych alarmów za każdą pomyślną prognozę), zniekształcają one wyniki każdej analizy, która zakłada, że ​​trzęsienia ziemi występują losowo w czasie, na przykład, jak wynika z procesu Poissona . Wykazano, że „naiwna” metoda oparta wyłącznie na grupowaniu może z powodzeniem przewidzieć około 5% trzęsień ziemi; „znacznie lepszy niż „szansa””.

Dylemat: zaalarmować? czy nie alarmować? Zakłada się, że oprócz władz ostrzega się również opinię publiczną.

Ponieważ celem prognozowania krótkoterminowego jest umożliwienie podjęcia środków nadzwyczajnych w celu zmniejszenia liczby zgonów i zniszczeń, brak ostrzeżenia o wystąpieniu poważnego trzęsienia ziemi lub przynajmniej odpowiednia ocena zagrożenia może skutkować odpowiedzialnością prawną, a nawet polityczne czystki. Na przykład doniesiono, że członkowie Chińskiej Akademii Nauk zostali usunięci za „zignorowanie naukowych prognoz dotyczących katastrofalnego trzęsienia ziemi w Tangshan w lecie 1976 roku”. Po trzęsieniu ziemi L'Aquila 2009 roku, siedem naukowcy i technicy we Włoszech zostały skazane za nieumyślne spowodowanie śmierci, ale nie tak dużo za nie przewidują w L'Aquila Earthquake 2009 (gdzie około 300 osób zmarło), jak daje nadmiernej pewności dla ludności - jedna ofiara nazwała to „znieczulającym” – że nie będzie poważnego trzęsienia ziemi, a zatem nie ma potrzeby podejmowania środków ostrożności. Ale ostrzeżenie przed trzęsieniem ziemi, które nie nastąpi, wiąże się również z kosztami: nie tylko kosztami samych środków nadzwyczajnych, ale także zakłóceniami cywilnymi i gospodarczymi. Fałszywe alarmy, w tym alarmy anulowane, również podważają wiarygodność, a tym samym skuteczność przyszłych ostrzeżeń. W 1999 roku doniesiono, że Chiny wprowadziły „surowe przepisy mające na celu wyeliminowanie 'fałszywych' ostrzeżeń o trzęsieniu ziemi, aby zapobiec panice i masowej ewakuacji miast wywołanej prognozami poważnych wstrząsów”. Było to spowodowane „ponad 30 nieoficjalnymi ostrzeżeniami o trzęsieniu ziemi… w ciągu ostatnich trzech lat, z których żadne nie było dokładne”. Akceptowalny kompromis między nieodebranymi trzęsieniami a fałszywymi alarmami zależy od społecznej oceny tych wyników. Przy ocenie dowolnej metody przewidywania należy wziąć pod uwagę częstość występowania obu.

W badaniu z 1997 r. dotyczącym stosunku kosztów do korzyści w badaniach nad przewidywaniem trzęsień ziemi w Grecji, Stathis Stiros zasugerował, że nawet (hipotetyczna) doskonała metoda przewidywania miałaby wątpliwą użyteczność społeczną, ponieważ „mało prawdopodobne jest, aby zorganizowana ewakuacja ośrodków miejskich zakończyła się sukcesem”. , podczas gdy „można również przewidywać panikę i inne niepożądane skutki uboczne”. Odkrył, że trzęsienia ziemi zabijają średnio mniej niż dziesięć osób rocznie w Grecji (średnio), a większość tych ofiar śmiertelnych miała miejsce w dużych budynkach z możliwymi do zidentyfikowania problemami konstrukcyjnymi. Dlatego Stiros stwierdził, że znacznie bardziej opłacalne byłoby skupienie wysiłków na identyfikacji i modernizacji niebezpiecznych budynków. Ponieważ liczba ofiar śmiertelnych na greckich autostradach wynosi średnio ponad 2300 rocznie, przekonywał, że uratowano by więcej istnień ludzkich, gdyby zamiast tego cały grecki budżet na przewidywanie trzęsień ziemi został wykorzystany na bezpieczeństwo na drogach i autostradach.

Metody przewidywania

Przewidywanie trzęsień ziemi jest nauką niedojrzałą — nie doprowadziło jeszcze do pomyślnego przewidzenia trzęsienia ziemi na podstawie pierwszych zasad fizycznych. Dlatego badania nad metodami prognozowania koncentrują się na analizie empirycznej, z dwoma ogólnymi podejściami: albo identyfikacją charakterystycznych prekursorów trzęsień ziemi, albo identyfikacją pewnego rodzaju trendu geofizycznego lub wzorca sejsmiczności, który może poprzedzać duże trzęsienie ziemi. Metody prekursorowe są stosowane głównie ze względu na ich potencjalną przydatność do krótkoterminowego przewidywania lub prognozowania trzęsień ziemi, podczas gdy metody „trendu” są ogólnie uważane za przydatne do prognozowania, przewidywania długoterminowego (skala czasowa od 10 do 100 lat) lub przewidywania średniookresowego (1 do 10 lat skali czasu).

Prekursory

Prekursor trzęsienia ziemi jest zjawiskiem anomalnym, które może skutecznie ostrzegać przed nadchodzącym trzęsieniem ziemi. Doniesienia o nich – choć powszechnie uznawane za takie dopiero po zdarzeniu – liczą się w tysiącach, niektóre sięgają starożytności. W literaturze naukowej pojawiło się około 400 doniesień o możliwych prekursorach, około dwudziestu różnych typów, od aeronomii do zoologii. Żaden z nich nie okazał się wiarygodny dla celów przewidywania trzęsień ziemi.

Na początku 1990 roku IASPEI zabiegał o nominacje do wstępnej listy znaczących prekursorów. Dokonano czterdziestu nominacji, z których pięć wybrano jako możliwych znaczących prekursorów, przy czym dwie z nich opierały się na jednej obserwacji każda.

Po krytycznym przeglądzie literatury naukowej Międzynarodowa Komisja Prognozowania Trzęsień Ziemi dla Ochrony Ludności (ICEF) stwierdziła w 2011 r., że istnieje „znaczne pole do poprawy metodologicznej w tego typu badaniach”. W szczególności wiele przypadków zgłoszonych prekursorów jest sprzecznych, brakuje miary amplitudy lub ogólnie nie nadaje się do rygorystycznej oceny statystycznej. Opublikowane wyniki są skłaniane w kierunku wyników pozytywnych, a zatem odsetek wyników fałszywie ujemnych (trzęsienie ziemi, ale brak sygnału prekursorowego) jest niejasny.

Zwierzęce zachowanie

Po rozpoczęciu trzęsienia ziemi fale ciśnienia (fale P ) rozchodzą się dwa razy szybciej niż bardziej szkodliwe fale poprzeczne (fale s ). Zazwyczaj niezauważane przez ludzi, niektóre zwierzęta mogą zauważyć mniejsze wibracje, które pojawiają się na kilka do kilkudziesięciu sekund przed głównym wstrząsem i stają się zaniepokojone lub wykazują inne nietypowe zachowanie. Sejsmometry mogą również wykrywać fale P, a różnica czasu jest wykorzystywana przez elektroniczne systemy ostrzegania przed trzęsieniami ziemi, aby zapewnić ludziom kilka sekund na przemieszczenie się w bezpieczniejsze miejsce.

Przegląd badań naukowych dostępnych od 2018 r. obejmujących ponad 130 gatunków wykazał niewystarczające dowody, aby wykazać, że zwierzęta mogą ostrzegać przed trzęsieniami ziemi z wyprzedzeniem godzin, dni lub tygodni. Korelacje statystyczne sugerują, że niektóre zgłoszone nietypowe zachowania zwierząt są spowodowane mniejszymi trzęsieniami ziemi ( wstrząsami przednimi ), które czasami poprzedzają duże trzęsienia, które, jeśli są wystarczająco małe, mogą pozostać niezauważone przez ludzi. Wstrząsy wstępne mogą również powodować zmiany wód gruntowych lub uwalnianie gazów, które mogą być wykrywane przez zwierzęta. Wstrząsy wstępne są również wykrywane przez sejsmometry i od dawna są badane jako potencjalne predyktory, ale bez powodzenia (patrz #Wzorce sejsmiczności ). Sejsmolodzy nie znaleźli dowodów na średnioterminowe zmiany fizyczne lub chemiczne, które przewidują trzęsienia ziemi, które mogą wyczuwać zwierzęta.

Od tysięcy lat odnotowywano anegdotyczne doniesienia o dziwnych zachowaniach zwierząt przed trzęsieniami ziemi. Niektóre niezwykłe zachowania zwierząt mogą być błędnie przypisane trzęsieniu ziemi w niedalekiej przyszłości. Pamięć flashbulb efekt powoduje nijaki dane, by stać się bardziej niezapomniany i bardziej znaczące, gdy wiąże się z emocjonalnie potężne imprezy, takie jak trzęsienia ziemi. Nawet większość doniesień naukowych w przeglądzie 2018 nie obejmowały obserwacje wskazujące, że zwierzęta nie nie działają niezwykle kiedy nie było nie trzęsienie się wydarzyć, co oznacza zachowanie nie powstała wartość prognostyczną.

Większość naukowców badających przewidywania trzęsień ziemi na zwierzętach znajduje się w Chinach i Japonii. Większość obserwacji naukowych pochodzi z trzęsienia ziemi w Canterbury w Nowej Zelandii w 2010 roku, trzęsienia ziemi Otaki w Japonii w 1984 roku oraz trzęsienia ziemi L'Aquila we Włoszech w 2009 roku .

Zwierzęta, o których wiadomo, że są magnetoreceptywne, mogą być w stanie wykryć fale elektromagnetyczne w ultraniskich i ekstremalnie niskich zakresach częstotliwości, które docierają do powierzchni Ziemi przed trzęsieniem ziemi, powodując dziwne zachowanie. Te fale elektromagnetyczne mogą również powodować jonizację powietrza , utlenianie wody i możliwe zatrucie wody, które inne zwierzęta mogłyby wykryć.

Dylatacja-dyfuzja

W latach siedemdziesiątych hipoteza dylatacji i dyfuzji była wysoko ceniona jako dostarczająca fizycznej podstawy dla różnych zjawisk postrzeganych jako możliwe prekursory trzęsień ziemi. Oparto się na „solidnych i powtarzalnych dowodach” z eksperymentów laboratoryjnych, że silnie obciążona skała krystaliczna doświadczyła zmiany objętości lub dylatacji , co powoduje zmiany w innych cechach, takich jak prędkość sejsmiczna i oporność elektryczna, a nawet wypiętrzenie topografii na dużą skalę . Uważano, że miało to miejsce w „fazie przygotowawczej” tuż przed trzęsieniem ziemi, a zatem odpowiedni monitoring może ostrzegać przed nadchodzącym trzęsieniem.

Wykrycie zmian prędkości względnych pierwotnych i wtórnych fal sejsmicznych – wyrażonych jako Vp/Vs – podczas przechodzenia przez określoną strefę, było podstawą do przewidzenia trzęsienia z 1973 r. w Blue Mountain Lake (NY) i 1974 r. w Riverside (CA). Chociaż przepowiednie te były nieformalne, a nawet trywialne, ich pozorny sukces był postrzegany jako potwierdzenie zarówno dylatacji, jak i istnienia procesu przygotowawczego, co prowadziło do tego, co później nazwano „dziko nadmiernie optymistycznymi stwierdzeniami”, że pomyślna prognoza trzęsienia ziemi „wydaje się być na porządku dziennym”. granica praktycznej rzeczywistości.”

Jednak wiele badań kwestionowało te wyniki, a hipoteza ostatecznie osłabła. Kolejne badania wykazały, że „nie powiodło się z kilku powodów, w dużej mierze związanych z zasadnością założeń, na których się opierało”, w tym założeniem, że wyniki laboratoryjne można skalować do rzeczywistego świata. Kolejnym czynnikiem była stronniczość retrospektywnego doboru kryteriów. Inne badania wykazały, że dylatacja jest tak nieistotna, że Main i in. 2012 stwierdził: „Koncepcja wielkoskalowej »strefy przygotowawczej« wskazującej na prawdopodobną wielkość przyszłego wydarzenia, pozostaje tak eteryczna, jak eter, który nie został wykryty w eksperymencie Michelsona-Morleya ”.

Zmiany w V p /V s

V s jest symbolem prędkości sejsmicznych „P” (pierwotne lub ciśnienia) fali przechodzącej przez skałę, a V s jest symbolem prędkości „S” (drugorzędowy lub ścinaniu) fali. Doświadczenia laboratoryjne na małą skalę wykazały, że stosunek tych dwóch prędkości – reprezentowanych jako V p / V s – zmienia się, gdy skała znajduje się w pobliżu miejsca pęknięcia. W latach 70. uznano to za prawdopodobny przełom, gdy rosyjscy sejsmolodzy donieśli, że zaobserwowali takie zmiany (później zdyskontowane) w rejonie kolejnego trzęsienia ziemi. Ten efekt, jak również inne możliwe prekursory, przypisuje się dylatacji, w której skała naprężona w pobliżu punktu zerwania nieznacznie się rozszerza (dylatuje).

Badanie tego zjawiska w pobliżu jeziora Blue Mountain Lake w stanie Nowy Jork doprowadziło do pomyślnej, choć nieformalnej prognozy w 1973 roku, która została uznana za przewidywanie trzęsienia rzeki Riverside (CA) w 1974 roku. Jednak nie nastąpiły dodatkowe sukcesy i sugerowano, że te przewidywania były przypadkami losu. V P / V s anomalii było podstawą predykcji M 5,5 do 6,5 trzęsienia ziemi w pobliżu Los Angeles, którego nie udało się pojawić 1976. Inne badania opierające się na wybuchach w kamieniołomach (bardziej precyzyjne i powtarzalne) nie wykazały takich zmian, podczas gdy analiza dwóch trzęsień ziemi w Kalifornii wykazała, że ​​zgłoszone zmiany były bardziej prawdopodobnie spowodowane innymi czynnikami, w tym retrospektywną selekcją danych. Geller (1997) zauważył, że doniesienia o znaczących zmianach prędkości ustały od około 1980 roku.

Emisja radonu

Większość skał zawiera niewielkie ilości gazów, które można izotopowo odróżnić od normalnych gazów atmosferycznych. Istnieją doniesienia o skokach stężeń takich gazów przed poważnym trzęsieniem ziemi; przypisuje się to uwolnieniu z powodu naprężeń przedsejsmicznych lub pękania skały. Jednym z tych gazów jest radon , wytwarzany w wyniku radioaktywnego rozpadu śladowych ilości uranu obecnego w większości skał.

Radon jest przydatny jako potencjalny predyktor trzęsień ziemi, ponieważ jest radioaktywny, a zatem łatwo wykrywalny, a jego krótki okres półtrwania (3,8 dnia) sprawia, że ​​poziom radonu jest wrażliwy na krótkotrwałe wahania. Przegląd z 2009 r. wykazał 125 raportów o zmianach w emisji radonu przed 86 trzęsieniami ziemi od 1966 r. Ale jak stwierdził ICEF w swoim przeglądzie, trzęsienia ziemi, z którymi te zmiany są rzekomo powiązane, miały miejsce nawet o tysiąc kilometrów, miesiące później, i w ogóle wielkości. W niektórych przypadkach anomalie obserwowano w odległych miejscach, ale nie w bliższych. ICEF znalazł „brak znaczącej korelacji”.

Anomalie elektromagnetyczne

Obserwacje zaburzeń elektromagnetycznych i ich przypisanie do procesu zniszczenia spowodowanego trzęsieniem ziemi sięgają czasów wielkiego trzęsienia ziemi w Lizbonie z 1755 r., ale praktycznie wszystkie takie obserwacje sprzed połowy lat 60. są nieważne, ponieważ używane instrumenty były wrażliwe na ruch fizyczny. Od tego czasu prekursorom zmian naprężeń i odkształceń poprzedzających trzęsienia ziemi przypisuje się różne anomalne zjawiska elektryczne, elektrooporowe i magnetyczne, co daje nadzieję na znalezienie niezawodnego prekursora trzęsień ziemi. Podczas gdy garstka badaczy zwróciła dużą uwagę na teorie, w jaki sposób takie zjawiska mogą być generowane, twierdząc, że zaobserwowali takie zjawiska przed trzęsieniem ziemi, żadne takie zjawiska nie okazały się faktycznym prekursorem.

Przegląd przeprowadzony w 2011 r. przez Międzynarodową Komisję Prognozowania Trzęsień Ziemi dla Ochrony Ludności (ICEF) wykazał, że „najbardziej przekonujące” prekursory elektromagnetyczne to anomalie magnetyczne o ultraniskiej częstotliwości , takie jak zdarzenie Corralitos (omówione poniżej) zarejestrowane przed trzęsieniem ziemi Loma Prieta w 1989 roku. Jednak obecnie uważa się, że obserwacja była awarią systemu. Badanie dokładnie monitorowanego trzęsienia ziemi w Parkfield z 2004 r. nie wykazało żadnych wstępnych sygnałów elektromagnetycznych jakiegokolwiek typu; dalsze badania wykazały, że trzęsienia ziemi o sile poniżej 5 nie wytwarzają znaczących sygnałów przejściowych. ICEF uznał, że poszukiwanie użytecznych prekursorów zakończyło się niepowodzeniem.

sejsmiczne sygnały elektryczne VAN

Najbardziej reklamowanym i najbardziej krytykowanym twierdzeniem o elektromagnetycznym prekursorze jest metoda VAN profesorów fizyki Panayiotisa Varotsosa , Kessara Alexopoulosa i Konstantine Nomicos (VAN) z Uniwersytetu w Atenach . W artykule z 1981 roku stwierdzili, że mierząc napięcia geoelektryczne – co nazwali „elektrycznymi sygnałami sejsmicznymi” (SES) – mogą przewidzieć trzęsienia ziemi.

1984 stwierdzili oni, że jest „jeden do jednego korespondencji” między SES i trzęsienia ziemi - to znaczy, że " co zmieniany EQ poprzedzone SES i odwrotnie co SES zawsze następuje EQ wielkości i ciężkości w których można wiarygodnie przewidzieć” – SES pojawiające się między 6 a 115 godzinami przed trzęsieniem ziemi. Jako dowód swojej metody potwierdzili szereg udanych przewidywań.

Chociaż ich raport został „przez niektórych pochwalony jako wielki przełom”, wśród sejsmologów powitała go „fala uogólnionego sceptycyzmu”. W 1996 r. artykuł VAN złożony w czasopiśmie Geophysical Research Letters otrzymał bezprecedensową publiczną recenzję przez szeroką grupę recenzentów, a artykuł i recenzje zostały opublikowane w specjalnym wydaniu; większość recenzentów uznała, że ​​metody VAN są wadliwe. Dodatkowa krytyka została podniesiona w tym samym roku w debacie publicznej między niektórymi dyrektorami.

Podstawową krytyką było to, że metoda jest nieprawdopodobna pod względem geofizycznym i naukowo nieuzasadniona. Dodatkowe zastrzeżenia obejmowały możliwą do udowodnienia fałszywość rzekomej relacji jeden do jednego między trzęsieniami ziemi a SES, prawdopodobieństwo, że prekursorowy proces generujący sygnały silniejsze niż jakiekolwiek zaobserwowane w rzeczywistych trzęsieniach ziemi oraz bardzo duże prawdopodobieństwo, że sygnały zostały wytworzone przez człowieka. Dalsze prace w Grecji pozwoliły prześledzić podobne do SES „anomalne przejściowe sygnały elektryczne” z powrotem do konkretnych ludzkich źródeł i wykazały, że takie sygnały nie są wykluczone przez kryteria stosowane przez VAN do identyfikacji SES. Nowsze prace, wykorzystujące nowoczesne metody fizyki statystycznej, tj. detrendowaną analizę fluktuacji (DFA), multifraktal DFA i transformatę falkową, wykazały, że SES są wyraźnie odróżniane od sygnałów wytwarzanych przez źródła sztuczne.

Trafność metody VAN, a zatem znaczenie prognostyczne SES, opierała się przede wszystkim na empirycznym twierdzeniu o wykazanym sukcesie predykcyjnym. W metodologii VAN odkryto liczne uchybienia, aw 2011 r. Międzynarodowa Komisja Prognozowania Trzęsień Ziemi dla Ochrony Ludności stwierdziła, że ​​nie można zweryfikować zdolności przewidywania deklarowanych przez VAN. Większość sejsmologów uważa, że ​​VAN został „doniośle obalony”. Z kolei rozdział „Earthquake Precursors and Prediction” w „Encyclopedia of Solid Earth Geophysics: część „Encyclopedia of Earth Sciences Series” (Springer 2011) kończy się następująco (tuż przed podsumowaniem): „ostatnio pokazano że analizując szeregi czasowe w nowo wprowadzonej domenie czasowej „czasu naturalnego”, można wyraźnie zidentyfikować podejście do stanu krytycznego [Sarlis et al. 2008]. W ten sposób wydaje się, że udało im się skrócić czas przewidywania VAN do zaledwie kilku dni [Uyeda i Kamogawa 2008]. Oznacza to, że dane sejsmiczne mogą odgrywać niesamowitą rolę jako prekursor krótkoterminowy w połączeniu z danymi SES”.

Od 2001 roku grupa VAN wprowadziła pojęcie, które nazywają „czasem naturalnym”, stosowane do analizy ich prekursorów. Początkowo jest on stosowany w SES w celu odróżnienia ich od hałasu i powiązania ich z możliwym nadchodzącym trzęsieniem ziemi. W przypadku weryfikacji (klasyfikacja jako „aktywność SES”) dodatkowo stosuje się analizę czasu naturalnego do ogólnej późniejszej sejsmiczności obszaru związanego z aktywnością SES, w celu poprawy parametru czasowego predykcji. Metoda traktuje początek trzęsienia ziemi jako zjawisko krytyczne .

Anomalia Corralitosa

Prawdopodobnie najbardziej znanym wydarzeniem sejsmo-elektromagnetycznym w historii i jednym z najczęściej cytowanych przykładów możliwego prekursora trzęsienia ziemi jest anomalia Corralitos z 1989 roku. Miesiąc przed trzęsieniem ziemi Loma Prieta w 1989 roku pomiary ziemskiego pola magnetycznego o ultraniskich częstotliwościach przez magnetometr w Corralitos w Kalifornii , zaledwie 7 km od epicentrum nadchodzącego trzęsienia ziemi, zaczęły wykazywać nienormalny wzrost amplitudy. Zaledwie trzy godziny przed trzęsieniem pomiary wzrosły do ​​około trzydziestu razy większych niż normalnie, a amplitudy zmniejszały się po trzęsieniu. Takich amplitud nie zaobserwowano w ciągu dwóch lat działania, ani w podobnym instrumencie oddalonym o 54 km. Wielu osobom takie pozorne położenie w czasie i przestrzeni sugerowało skojarzenie z trzęsieniem ziemi.

Dodatkowe magnetometry zostały następnie rozmieszczone w północnej i południowej Kalifornii, ale po dziesięciu latach i kilku dużych trzęsieniach ziemi nie zaobserwowano podobnych sygnałów. Nowsze badania poddały w wątpliwość to połączenie, przypisując sygnały Corralitos albo niepowiązanym zakłóceniom magnetycznym, albo, jeszcze prościej, nieprawidłowemu działaniu systemu czujników.

Fizyka Freunda

W swoich badaniach nad fizyką krystaliczną Friedemann Freund odkrył, że cząsteczki wody osadzone w skale mogą dysocjować na jony, jeśli skała jest pod silnym obciążeniem. Powstałe w ten sposób nośniki ładunku mogą generować prądy akumulatora w określonych warunkach. Freund zasugerował, że być może prądy te mogą być odpowiedzialne za prekursory trzęsień ziemi, takie jak promieniowanie elektromagnetyczne, światła związane z trzęsieniami ziemi i zaburzenia plazmy w jonosferze. Badanie takich prądów i interakcji jest znane jako „fizyka Freunda”.

Większość sejsmologów odrzuca sugestię Freunda, że ​​sygnały generowane przez stres mogą być wykrywane i wykorzystywane jako prekursory z wielu powodów. Po pierwsze, uważa się, że naprężenia nie kumulują się szybko przed poważnym trzęsieniem ziemi, a zatem nie ma powodu, aby oczekiwać szybkiego generowania dużych prądów. Po drugie, sejsmolodzy intensywnie poszukiwali statystycznie wiarygodnych prekursorów elektrycznych przy użyciu zaawansowanego oprzyrządowania i nie zidentyfikowali żadnych takich prekursorów. Po trzecie, woda w skorupie ziemskiej powodowałaby pochłanianie wszelkich generowanych prądów przed dotarciem do powierzchni.

Zakłócenie dobowego cyklu jonosfery
Zapis ULF* retencji warstwy D w jonosferze, która pochłania promieniowanie EM w nocy przed trzęsieniem ziemi w L'Aquila we Włoszech w dniu 6/4/2009 . Anomalia jest zaznaczona na czerwono.

Jonosfery zwykle rozwija swoją dolną warstwę D w ciągu dnia, natomiast w nocy ta warstwa znika jak osocze nie zamienia się w gaz . W nocy warstwa F jonosfery pozostaje uformowana na większej wysokości niż warstwa D. Falowodu niskich HF częstotliwościach radiowych do 10 MHz utworzonych w nocy ( skywave propagacja) jako warstwa F odzwierciedla te fale z powrotem na ziemię. Fala nieba jest tracona w ciągu dnia, ponieważ warstwa D pochłania te fale.

Uważa się, że naprężenia tektoniczne w skorupie ziemskiej powodują fale ładunków elektrycznych, które przemieszczają się na powierzchnię Ziemi i wpływają na jonosferę. Zapisy ULF * dobowego cyklu jonosfery wskazują, że zwykły cykl może zostać zakłócony na kilka dni przed płytkim silnym trzęsieniem ziemi. Kiedy pojawia się zaburzenie, obserwuje się, że albo warstwa D jest tracona w ciągu dnia, co skutkuje podniesieniem się jonosfery i formowaniem się fal nieba, albo warstwa D pojawia się w nocy, co skutkuje obniżeniem jonosfery, a tym samym brakiem fali nieba.

Centra naukowe opracowały sieć nadajników i odbiorników VLF na skalę globalną, które wykrywają zmiany w falach nieba. Każdy odbiornik jest jednocześnie nadajnikiem daisy na odległości 1000 - 10 000 kilometrów i pracuje na różnych częstotliwościach w sieci. Ogólny obszar wzbudzenia można określić w zależności od gęstości sieci. Wykazano z drugiej strony, że globalne ekstremalne zdarzenia, takie jak burze magnetyczne lub rozbłyski słoneczne oraz lokalne ekstremalne zdarzenia na tej samej ścieżce VLF, takie jak kolejne trzęsienie ziemi lub erupcja wulkanu, które występują w krótkim czasie z ocenianym trzęsieniem ziemi, utrudniają lub uniemożliwiają powiązanie zmiany w falach nieba do interesującego trzęsienia ziemi.

Satelitarna obserwacja oczekiwanej deklinacji temperatury gruntu
Nagranie nocy termicznej z 6, 21 i 28 stycznia 2001 roku w regionie Gujarat w Indiach. Oznaczone gwiazdką epicentrum trzęsienia ziemi w Bhuj 26 stycznia o sile 7,9 stopnia. Nagranie pośrednie ujawnia anomalię termiczną 21 stycznia, która jest pokazana na czerwono. W kolejnym nagraniu, 2 dni po trzęsieniu ziemi, anomalia termiczna zniknęła.

Jednym ze sposobów wykrywania ruchliwości naprężeń tektonicznych jest wykrywanie lokalnie podwyższonych temperatur na powierzchni skorupy ziemskiej mierzonych przez satelity . Podczas procesu oceny, przed wizualizacją koncentracji trendów w szerszym obszarze uskoku, usuwane jest tło zmienności dobowej i hałasu spowodowanego zaburzeniami atmosferycznymi i działalnością człowieka. Metoda ta jest eksperymentalnie stosowana od 1995 roku.

W nowszym podejściu do wyjaśnienia tego zjawiska Friedmann Freund z NASA zaproponował, że promieniowanie podczerwone przechwycone przez satelity nie jest spowodowane rzeczywistym wzrostem temperatury powierzchni skorupy. Według tej wersji emisja jest wynikiem wzbudzenia kwantowego zachodzącego podczas chemicznego ponownego wiązania nośników ładunku dodatniego ( dziur ), które przemieszczają się z najgłębszych warstw na powierzchnię skorupy z prędkością 200 metrów na sekundę. Ładunek elektryczny powstaje w wyniku narastania naprężeń tektonicznych w miarę zbliżania się czasu trzęsienia ziemi. Emisja ta rozciąga się powierzchownie do 500 x 500 kilometrów kwadratowych w przypadku bardzo dużych wydarzeń i zatrzymuje się niemal natychmiast po trzęsieniu ziemi.

Trendy

Zamiast wypatrywać anomalnych zjawisk, które mogą być wstępnymi oznakami nadchodzącego trzęsienia ziemi, inne podejścia do przewidywania trzęsień ziemi szukają trendów lub wzorców prowadzących do trzęsienia ziemi. Ponieważ trendy te mogą być złożone i obejmować wiele zmiennych, do ich zrozumienia często potrzebne są zaawansowane techniki statystyczne, dlatego są one czasami nazywane metodami statystycznymi. Te podejścia są również bardziej probabilistyczne i mają dłuższe okresy czasu, a zatem łączą się z prognozowaniem trzęsień ziemi.

Nowcasting

Proponowane w 2016 roku prognozowanie trzęsień ziemi jest oszacowaniem aktualnego dynamicznego stanu systemu sejsmologicznego na podstawie czasu naturalnego wprowadzonego w 2001 roku. Różni się ono od prognozowania, które ma na celu oszacowanie prawdopodobieństwa przyszłego zdarzenia prognozowanie. Obliczenia Nowcasting dają „wynik potencjału trzęsienia ziemi”, czyli oszacowanie aktualnego poziomu postępu sejsmicznego. Typowe zastosowania to: wielkie globalne trzęsienia ziemi i tsunami, wstrząsy wtórne i sejsmiczność indukowana, sejsmiczność indukowana na polach gazowych, ryzyko sejsmiczne dla globalnych megamiast, badanie skupień dużych globalnych trzęsień ziemi itp.

Elastyczne odbicie

Nawet najsztywniejsza skała nie jest idealnie sztywna. Przy dużej sile (takiej jak między dwiema ogromnymi płytami tektonicznymi, które mijają się ze sobą), skorupa ziemska ugnie się lub odkształci. Zgodnie z teorią sprężystego odbicia Reida (1910) ostatecznie odkształcenie (odkształcenie) staje się na tyle duże, że coś pęka, zwykle z powodu istniejącego uskoku. Poślizg wzdłuż pęknięcia (trzęsienie ziemi) powoduje, że skała z każdej strony odwraca się do mniej zdeformowanego stanu. W procesie tym energia uwalniana jest w różnych formach, w tym falach sejsmicznych. Cykl siły tektonicznej kumulowanej w odkształceniu sprężystym i uwalnianej w nagłym odbiciu jest następnie powtarzany. Ponieważ przemieszczenie spowodowane pojedynczym trzęsieniem ziemi waha się od mniej niż metra do około 10 metrów (w przypadku trzęsienia M 8), wykazane istnienie dużych przemieszczeń poślizgu uderzeniowego o długości setek mil wskazuje na istnienie długiego cyklu trzęsienia ziemi.

Charakterystyczne trzęsienia ziemi

Najwięcej badanych błędy trzęsienie ziemi (takie jak megathrust Nankai , z winy Bedfordshire , a winy San Andreas ) wydają się mieć odrębne segmenty. Do trzęsienia ziemi charakterystyczne modelu zakłada, że trzęsienia ziemi są na ogół ograniczonej w tych segmentach. Ponieważ długości i inne właściwości segmentów są stałe, trzęsienia ziemi, które powodują rozerwanie całego uskoku, powinny mieć podobną charakterystykę. Obejmują one maksymalną wielkość (która jest ograniczona długością pęknięcia) oraz ilość nagromadzonego odkształcenia potrzebnego do zerwania segmentu zwarcia. Ponieważ ciągłe ruchy płyt powodują równomierną akumulację naprężeń, aktywność sejsmiczna na danym odcinku powinna być zdominowana przez trzęsienia ziemi o podobnej charakterystyce, powtarzające się w dość regularnych odstępach czasu. Dla danego segmentu zwarcia, identyfikacja tych charakterystycznych trzęsień ziemi i określenie czasu ich powtarzalności (lub odwrotnie okresu powrotu ) powinno zatem informować nas o kolejnym pęknięciu; jest to podejście powszechnie stosowane w prognozowaniu zagrożenia sejsmicznego. UCERF3 jest godnym uwagi przykładem takiej prognozy, przygotowanej dla stanu Kalifornia. Okresy zwrotu są również wykorzystywane do prognozowania innych rzadkich zdarzeń, takich jak cyklony i powodzie, i zakłada się, że przyszła częstotliwość będzie podobna do obserwowanej do tej pory.

Idea charakterystycznych trzęsień ziemi była podstawą prognozy Parkfielda : dość podobne trzęsienia ziemi w latach 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 i 1966 sugerowały wzór pęknięć co 21,9 lat, z odchyleniem standardowym ±3,1 roku. Ekstrapolacja z wydarzenia z 1966 r. doprowadziła do przewidywania trzęsienia ziemi około 1988 r., a najpóźniej przed 1993 r. (przy 95% przedziale ufności). Atrakcyjność takiej metody polega na tym, że przewidywanie wywodzi się całkowicie z trendu , który rzekomo odpowiada za nieznaną i prawdopodobnie niepoznawalną fizykę trzęsień ziemi i parametry uskoków. Jednak w przypadku Parkfield przewidywane trzęsienie ziemi miało miejsce dopiero w 2004 roku, dekadę później. To poważnie podważa twierdzenie, że trzęsienia ziemi w Parkfield są quasi-okresowe i sugeruje, że poszczególne zdarzenia różnią się na tyle pod innymi względami, że można zakwestionować, czy mają ze sobą różne cechy wspólne.

Niepowodzenie prognozy Parkfielda wzbudziło wątpliwości co do poprawności samego charakterystycznego modelu trzęsienia ziemi. Niektóre badania kwestionowały różne założenia, w tym kluczowe, że trzęsienia ziemi są ograniczone do segmentów, i sugerowały, że „charakterystyczne trzęsienia ziemi” mogą być artefaktem błędu selekcji i krótkimi zapisami sejsmologicznymi (w stosunku do cykli trzęsień ziemi). Inne badania rozważały, czy należy wziąć pod uwagę inne czynniki, takie jak wiek wady. To, czy pęknięcia w wyniku trzęsienia ziemi są bardziej ogólnie ograniczone w obrębie segmentu (co często się widuje), czy też przekraczają granice segmentu (również widoczne), ma bezpośredni wpływ na stopień zagrożenia trzęsieniem ziemi: trzęsienia ziemi są większe, gdy pęka wiele segmentów, ale odciążają więcej szczep będą się zdarzać rzadziej.

Luki sejsmiczne

Na styku, w którym dwie płyty tektoniczne prześlizgują się obok siebie, każda sekcja musi w końcu się ześlizgnąć, ponieważ (na dłuższą metę) żadna nie zostaje w tyle. Ale nie wszystkie ślizgają się w tym samym czasie; różne sekcje będą na różnych etapach cyklu naprężeń (deformacji) akumulacji i nagłego odbicia. W modelu szczeliny sejsmicznej „następnego wielkiego trzęsienia” należy oczekiwać nie w segmentach, w których niedawna sejsmiczność złagodziła odkształcenie, ale w odstępach między nimi, gdzie odkształcenie nieodciążone jest największe. Ten model ma intuicyjny wygląd; jest używany w prognozowaniu długoterminowym i był podstawą serii prognoz wokół Pacyfiku ( Pacyfiku ) w 1979 i 1989-1991.

Jednak obecnie wiadomo, że niektóre podstawowe założenia dotyczące luk sejsmicznych są błędne. Bliższe badanie sugeruje, że „w szczelinach sejsmicznych może nie być informacji o czasie wystąpienia lub wielkości następnego dużego zdarzenia w regionie”; testy statystyczne prognoz okołopacyficznych pokazują, że model szczeliny sejsmicznej „nie przewidywał dobrze dużych trzęsień ziemi”. W innym badaniu stwierdzono, że długi okres spokoju nie zwiększa potencjału trzęsienia ziemi.

Wzory sejsmiczności

Opracowano różne algorytmy heurystyczne do przewidywania trzęsień ziemi. Prawdopodobnie najbardziej znana jest rodzina algorytmów M8 (w tym metoda RTP) opracowana pod kierownictwem Vladimira Keilis-Borok . M8 wydaje alarm „Czas zwiększonego prawdopodobieństwa” (TIP) w przypadku dużego trzęsienia ziemi o określonej sile po zaobserwowaniu pewnych wzorców mniejszych trzęsień ziemi. TIP zazwyczaj obejmują duże obszary (do tysiąca kilometrów średnicy) przez okres do pięciu lat. Tak duże parametry sprawiły, że M8 wzbudził kontrowersje, ponieważ trudno określić, czy trafienia, które miały miejsce, były umiejętnie przewidziane, czy tylko wynikiem przypadku.

M8 zyskała znaczną uwagę, gdy w 2003 r. w obrębie TIP wystąpiły trzęsienia ziemi na San Simeon i Hokkaido. W 1999 r. grupa Keilis-Borok opublikowała twierdzenie, że osiągnęła statystycznie istotne wyniki średniookresowe przy użyciu modeli M8 i MSc, jeśli wziąć pod uwagę ogólnoświatowe trzęsienia ziemi. Jednak Geller i in. są sceptycznie nastawione do roszczeń dotyczących prognoz w okresie krótszym niż 30 lat. Szeroko nagłośniony TIP dotyczący trzęsienia M 6.4 w południowej Kalifornii w 2004 r. nie został zrealizowany, podobnie jak dwa inne mniej znane TIP. Dogłębne badanie metody RTP w 2008 r. wykazało, że z około dwudziestu alarmów tylko dwa można uznać za trafienia (a jeden z nich i tak miał 60% szans na wystąpienie). Stwierdzono, że „RTP nie różni się znacząco od naiwnej metody zgadywania opartej na historycznych wskaźnikach sejsmiczności”.

Przyspieszające wyzwolenie momentu (AMR, „moment” będący pomiarem energii sejsmicznej), znane również jako analiza czasu do awarii lub przyspieszające wyzwolenie momentu sejsmicznego (ASMR), opiera się na obserwacjach, które nie tylko wzrosła, ale wzrosła w tempie wykładniczym. Innymi słowy, wykres skumulowanej liczby wstrząsów wstępnych staje się bardziej stromy tuż przed głównym szokiem.

Po sformułowaniu przez Bowmana i in. (1998) w sprawdzoną hipotezę i szereg pozytywnych raportów, AMR wydawał się obiecujący pomimo kilku problemów. Znane problemy obejmowały niewykrywanie we wszystkich lokalizacjach i zdarzeniach oraz trudność w przewidzeniu dokładnego czasu wystąpienia, gdy końcowy koniec krzywej staje się stromy. Jednak rygorystyczne testy wykazały, że widoczne trendy w zakresie AMR prawdopodobnie wynikają ze sposobu dopasowywania danych i nieuwzględniania czasoprzestrzennego zgrupowania trzęsień ziemi. Trendy AMR są zatem statystycznie nieistotne. Zainteresowanie AMR (według liczby recenzowanych artykułów) spadło od 2004 roku.

Nauczanie maszynowe

Rouet-Leduc i in. (2019) zgłosili, że pomyślnie wytrenowali losowy las regresji na danych akustycznych szeregów czasowych zdolnych do identyfikacji sygnału emitowanego ze stref uszkodzeń, który prognozuje awarię. Rouet-Leduc i in. (2019) zasugerowali, że zidentyfikowany sygnał, wcześniej przyjmowany jako szum statystyczny, odzwierciedla rosnącą emisję energii przed jej nagłym uwolnieniem podczas poślizgu. Rouet-Leduc i in. (2019) postulowali ponadto, że ich podejście może ograniczać czasy awarii i prowadzić do identyfikacji innych nieznanych sygnałów. Ze względu na rzadkość występowania najbardziej katastrofalnych trzęsień ziemi, uzyskanie reprezentatywnych danych pozostaje problematyczne. W odpowiedzi Rouet-Leduc i in. (2019) przypuszczali, że ich model nie będzie musiał uczyć się na danych z katastrofalnych trzęsień ziemi, ponieważ dalsze badania wykazały, że interesujące wzorce sejsmiczne są podobne w przypadku mniejszych trzęsień ziemi.

Głębokie uczenie zostało również zastosowane do przewidywania trzęsień ziemi. Chociaż prawo Bath i prawo Omori za opisać wielkość wstrząsów trzęsienia ziemi i ich właściwości zmiennych w czasie, przewidywania o „przestrzennego rozkładu wstrząsów” pozostaje otwartym problemem badawczym. Korzystanie z Theano i TensorFlow bibliotek programowych, DeVries et al. (2018) wyszkolili sieć neuronową, która osiągnęła wyższą dokładność w przewidywaniu przestrzennych rozkładów wstrząsów wtórnych po trzęsieniu ziemi niż wcześniej ustalona metodologia zmiany naprężeń związanych z uszkodzeniem kulombowskim. Warto zauważyć, że DeVries i in. (2018) stwierdzili, że ich model nie zawiera „założeń dotyczących orientacji lub geometrii płaszczyzny odbiornika” i mocno ważył zmianę naprężenia ścinającego, „suma wartości bezwzględnych niezależnych składników tensora zmiany naprężenia” oraz plon von Misesa. kryterium. DeVries i in. (2018) postulowali, że oparcie ich modelu na tych wielkościach fizycznych wskazuje, że mogą one „kontrolować wyzwalanie trzęsień ziemi podczas najbardziej aktywnej części cyklu sejsmicznego”. W przypadku testów walidacyjnych DeVries i in. (2018) zarezerwowali 10% pozytywnych próbek danych treningowych dotyczących trzęsienia ziemi i taką samą ilość losowo wybranych negatywnych próbek.

Arnaud Mignan i Marco Broccardo w podobny sposób przeanalizowali zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do przewidywania trzęsień ziemi. W przeglądzie literatury odkryli, że badania dotyczące przewidywania trzęsień ziemi z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych skłaniają się ku bardziej wyrafinowanym modelom w obliczu zwiększonego zainteresowania tym obszarem. Odkryli również, że sieci neuronowe wykorzystywane do przewidywania trzęsień ziemi z godnymi uwagi wskaźnikami powodzenia zostały dopasowane pod względem wydajności za pomocą prostszych modeli. Następnie zajęli się kwestią pozyskiwania odpowiednich danych do uczenia sieci neuronowych w celu przewidywania trzęsień ziemi, pisząc, że „ustrukturyzowany, tabelaryczny charakter katalogów trzęsień ziemi” sprawia, że ​​przejrzyste modele uczenia maszynowego są bardziej pożądane niż sztuczne sieci neuronowe.

Sejsmiczność indukowana EMP

Impulsy elektromagnetyczne o wysokiej energii mogą wywoływać trzęsienia ziemi w ciągu 2–6 dni po emisji przez generatory EMP. Zaproponowano, że silne oddziaływania EM mogą kontrolować sejsmiczność, ponieważ następująca po niej dynamika sejsmiczności wydaje się być o wiele bardziej regularna niż zwykle.

Godne uwagi prognozy

Są to przepowiednie lub twierdzenia dotyczące przepowiedni, które są godne uwagi albo z naukowego punktu widzenia, albo z powodu publicznego rozgłosu i mają podstawy naukowe lub quasi-naukowe. Ponieważ wiele prognoz jest przechowywanych poufnie lub publikowanych w niejasnych lokalizacjach i stają się godne uwagi tylko wtedy, gdy są zgłaszane, może wystąpić błąd selekcji polegający na tym, że trafienia przyciągają więcej uwagi niż chybienia. Wymienione tutaj przewidywania zostały omówione w książce Hougha i artykule Gellera.

1975: Haicheng, Chiny

Trzęsienie ziemi M 7.3 z 1975 roku w Haicheng jest najczęściej cytowanym „sukcesem” przewidywania trzęsień ziemi. Rzekoma historia jest taka, że ​​badanie aktywności sejsmicznej w regionie skłoniło władze chińskie do wydania prognozy średnioterminowej w czerwcu 1974 r., w związku z czym władze polityczne nakazały podjęcie różnych środków, w tym przymusową ewakuację domów, budowę „prostych konstrukcji zewnętrznych” , a także wyświetlanie filmów w plenerze. Trzęsienie, które uderzyło o 19:36, było wystarczająco silne, by zniszczyć lub poważnie uszkodzić około połowy domów. Jednak „podjęte skuteczne środki zapobiegawcze” miały utrzymać liczbę ofiar śmiertelnych poniżej 300 na obszarze o populacji około 1,6 miliona, gdzie w przeciwnym razie można by się spodziewać dziesiątek tysięcy ofiar śmiertelnych.

Jednakże, chociaż doszło do poważnego trzęsienia ziemi, pojawił się pewien sceptycyzm co do narracji o środkach podjętych na podstawie przewidywanych na czas prognoz. Wydarzenie to miało miejsce podczas Rewolucji Kulturalnej , kiedy „wiara w przewidywania trzęsień ziemi stała się elementem ideologicznej ortodoksji, która odróżniała prawdziwych partyjnych liniowców od prawicowych dewiantów”. Prowadzenie ewidencji było nieuporządkowane, co utrudniało weryfikację szczegółów, w tym, czy doszło do nakazu ewakuacji. Metoda użyta do prognoz średnio- lub krótkoterminowych (inna niż „rewolucyjna linia przewodniczącego Mao”) nie została określona. Ewakuacja mogła być spontaniczna, po silnym (M 4,7) szoku, który miał miejsce dzień wcześniej.

Badanie z 2006 roku, które miało dostęp do szerokiej gamy zapisów, wykazało, że przewidywania były błędne. „W szczególności nie było oficjalnej prognozy krótkoterminowej, chociaż taka prognoza została dokonana przez indywidualnych naukowców”. Również: „sam wstrząsy przednie spowodowały ostateczne decyzje o ostrzeżeniu i ewakuacji”. Oszacowali, że zginęło 2041 osób. To, że więcej nie umarło, przypisywano szeregowi przypadkowych okoliczności, w tym edukacji w zakresie trzęsień ziemi w poprzednich miesiącach (wywołanej zwiększoną aktywnością sejsmiczną), inicjatywie lokalnej, czasie (występującym, gdy ludzie nie pracowali ani nie spali) oraz lokalnym stylom budowy. Autorzy konkludują, że choć nie jest to satysfakcjonująca prognoza, „była to próba przewidzenia poważnego trzęsienia ziemi, które po raz pierwszy nie zakończyło się praktyczną porażką”.

1981: Lima, Peru (Brady)

W 1976 roku Brian Brady, fizyk pracujący wówczas w Biurze Kopalń Stanów Zjednoczonych , gdzie badał, jak pękają skały, „zakończył serię czterech artykułów na temat teorii trzęsień ziemi z wnioskiem, że naprężenie narasta w strefie subdukcji [na Peru] może spowodować trzęsienie ziemi o dużej sile w okresie od siedmiu do czternastu lat od połowy listopada 1974 r.” W wewnętrznej notatce z czerwca 1978 r. zawęził okno czasowe do „października do listopada 1981 r.”, z głównym szokiem w zakresie 9,2±0,2. W notatce z 1980 r. zgłoszono, że precyzuje „połowa września 1980 r.”. Zostało to omówione na seminarium naukowym w San Juan w Argentynie w październiku 1980 r., gdzie kolega Brady'ego, W. Spence, przedstawił artykuł. Brady i Spence spotkali się następnie z urzędnikami rządowymi z USA i Peru w dniu 29 października i „przewidują serię trzęsień ziemi o dużej sile w drugiej połowie 1981 roku”. Ta przepowiednia stała się szeroko znana w Peru, po tym, co ambasada USA określiła jako „sensacyjne nagłówki na pierwszej stronie w większości dzienników w Limie” 26 stycznia 1981 r.

W dniu 27 stycznia 1981 r., po zapoznaniu się z prognozą Brady-Spence, amerykańska Narodowa Rada Oceny Przewidywania Trzęsień Ziemi (NEPEC) ogłosiła, że ​​jest „nieprzekonana o naukowej słuszności” prognozy i „nic nie wykazała w obserwowanych danych sejsmicznych, lub w teorii, o ile została przedstawiona, która nadaje treść przewidywanym czasom, miejscom i wielkościom trzęsień ziemi”. Dodał, że chociaż w przewidywanym czasie istniało prawdopodobieństwo poważnych trzęsień ziemi, to prawdopodobieństwo to było niskie i zalecił, aby „prognozy nie były poważnie brane pod uwagę”.

Niewzruszony Brady następnie zrewidował swoją prognozę, stwierdzając, że 6 lipca, 18 sierpnia i 24 września 1981 r. nastąpią co najmniej trzy trzęsienia ziemi, co skłoniło jednego z urzędników USGS do narzekania: „Jeśli wolno mu dalej grać w tę grę… ... w końcu zostanie trafiony, a jego teorie zostaną przez wielu uznane za ważne.

28 czerwca (data najszerzej przyjmowana jako data pierwszego przewidywanego trzęsienia ziemi) poinformowano, że: „ludność Limy spędziła spokojną niedzielę”. Nagłówek jednej z peruwiańskich gazet: „NO PASO NADA” („Nic się nie dzieje”).

W lipcu Brady formalnie wycofał swoją prognozę, uzasadniając, że nie wystąpiła wymagana aktywność sejsmiczna. Straty gospodarcze spowodowane zmniejszoną turystyką w tym odcinku zostały z grubsza oszacowane na sto milionów dolarów.

1985-1993: Parkfield, USA (Bakun-Lindh)

„ Eksperyment z przewidywaniem trzęsień ziemi Parkfield ” był najbardziej zapowiedzianą naukową prognozą trzęsienia ziemi w historii. Opierał się na obserwacji, że segment Parkfield uskoku San Andreas pęka regularnie z umiarkowanym trzęsieniem ziemi o sile około M 6 co kilka dekad: 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 i 1966. Dokładniej, Bakun i Lindh (1985) ) wskazał, że jeśli wykluczy się trzęsienia z 1934 roku, to zdarzają się one co 22 lata, ±4,3 roku. Licząc od 1966 r., przewidywali 95% szans, że następne trzęsienie ziemi nastąpi około 1988 r., a najpóźniej 1993 r. Krajowa Rada Ocena Earthquake Info (NEPEC) ocenia to i zgodził się. US Geological Survey i stan Kalifornia ustanowiły zatem jedną z „najbardziej wyrafinowanych i najgęstszych sieci instrumentów monitorujących na świecie”, po części po to, aby zidentyfikować wszelkie prekursory po nadejściu trzęsienia. Zaufanie było na tyle wysokie, że opracowano szczegółowe plany ostrzegania służb ratunkowych w przypadku pojawienia się oznak nieuchronnego trzęsienia ziemi. W słowach The Economist : „nigdy nie było staranniej zastawionej zasadzki na takie wydarzenie”.

Nadszedł rok 1993 i minął bez spełnienia. Ostatecznie doszło do trzęsienia ziemi M 6.0 na odcinku uskoku Parkfield, w dniu 28 września 2004 r., ale bez ostrzeżenia i oczywistych prekursorów. Podczas gdy eksperyment polegający na uchwyceniu trzęsienia ziemi jest uważany przez wielu naukowców za udany, przewidywania okazały się nieskuteczne, ponieważ ostateczne wydarzenie było spóźnione o dekadę.

1983-1995: Grecja (VAN)

W 1981 roku grupa „VAN”, kierowana przez Panayiotisa Varotsosa, powiedziała, że ​​znalazła związek między trzęsieniami ziemi a „sejsmicznymi sygnałami elektrycznymi” (SES). W 1984 r. przedstawili tabelę 23 trzęsień ziemi od 19 stycznia 1983 r. do 19 września 1983 r., z których, jak twierdzili, pomyślnie przewidzieli 18 trzęsień ziemi. Następnie pojawiły się inne listy, takie jak ich twierdzenie z 1991 r. o przewidywaniu sześciu z siedmiu trzęsień ziemi z M s   ≥ 5,5 w okresie od 1 kwietnia 1987 r. do 10 sierpnia 1989 r. lub pięciu z siedmiu trzęsień ziemi z M s   ≥ 5,3 w nakładającym się okresie 15 Maj 1988 do 10 sierpnia 1989, W 1996 opublikowali "Podsumowanie wszystkich przepowiedni wydanych od 1 stycznia 1987 do 15 czerwca 1995", zawierające 94 przepowiednie. Porównując to z listą „Wszystkich trzęsień ziemi z M S (ATH)” i w granicach geograficznych obejmujących większość Grecji, wymyślili listę 14 trzęsień ziemi, które powinni byli przewidzieć. Tutaj odnotowują dziesięć sukcesów, przy wskaźniku sukcesu wynoszącym 70%.

Prognozy VAN były krytykowane z różnych powodów, w tym jako geofizycznie nieprawdopodobne, „niejasne i niejednoznaczne”, niespełniające kryteriów przewidywania i wsteczna regulacja parametrów. Krytyczny przegląd 14 przypadków, w których VAN odnotował 10 sukcesów, wykazał tylko jeden przypadek, w którym trzęsienie ziemi wystąpiło w ramach parametrów przewidywania. Według Mulargii i Gasperiniego prognozy VAN nie tylko nie są lepsze niż przypadek, ale pokazują „o wiele lepsze skojarzenie z wydarzeniami, które miały miejsce przed nimi”. Inne wczesne przeglądy wykazały, że wyniki VAN, oceniane za pomocą określonych parametrów, były statystycznie istotne. Zarówno pozytywne, jak i negatywne opinie na temat przewidywań VAN z tego okresu zostały podsumowane w książce z 1996 roku „A Critical Review of VAN” pod redakcją Sir Jamesa Lighthilla oraz w dyskusji przedstawionej przez czasopismo Geophysical Research Letters, która skupiała się na statystycznym znaczeniu Metoda VAN. VAN miał okazję odpowiadać swoim krytykom w tych publikacjach przeglądowych. W 2011 r. ICEF dokonał przeglądu debaty z 1996 r. i doszedł do wniosku, że optymistyczna zdolność przewidywania SES deklarowana przez VAN nie może zostać zweryfikowana. W 2013 roku działania SES okazały się zbieżne z minimami wahań parametru porządku sejsmiczności, które okazały się być statystycznie istotnymi prekursorami, wykorzystując analizę koincydencji zdarzeń.

Kluczową kwestią są duże i często nieokreślone parametry prognoz, tak że niektórzy krytycy twierdzą, że nie są to prognozy i nie powinny być za takie uznawane. Wiele kontrowersji związanych z VAN wynika z braku odpowiedniego określenia tych parametrów. Niektóre z ich telegramów zawierają przepowiednie dwóch różnych trzęsień ziemi, takich jak (zwykle) jedno trzęsienie ziemi przewidywane na 300 km „NW” od Aten, a drugie na 240 km „W”, „z magnitutami [sic] 5, 3 i 5, 8", bez ograniczeń czasowych. Estymacja parametrów czasu została wprowadzona w metodzie VAN za pomocą czasu naturalnego w 2001 roku. VAN zakwestionował „pesymistyczne” wnioski swoich krytyków, ale krytycy nie ustąpili. Zasugerowano, że VAN nie zdołały uwzględnić grupowania się trzęsień ziemi lub inaczej interpretowały swoje dane w okresach większej aktywności sejsmicznej.

VAN był wielokrotnie krytykowany za wywoływanie paniki publicznej i powszechnych niepokojów. Sytuację pogarsza szeroki zakres ich przewidywań, które obejmują duże obszary Grecji (do 240 kilometrów średnicy, a często pary obszarów), znacznie większe niż obszary faktycznie dotknięte trzęsieniami ziemi o przewidywanej sile (zwykle kilkadziesiąt kilometrów przez). Jasności są podobnie szerokie: przewidywana wielkość „6,0” reprezentuje zakres od łagodnej wielkości 5,3 do ogólnie destrukcyjnej 6,7. W połączeniu z nieokreślonymi oknami czasowymi trwającymi miesiąc lub dłużej, takie prognozy „nie mogą być praktycznie wykorzystane” do określenia odpowiedniego poziomu przygotowania, czy to do ograniczenia zwykłego funkcjonowania społeczeństwa, czy nawet do wydawania publicznych ostrzeżeń.

2008: Grecja (VAN)

Po 2006 r. VAN twierdzi, że wszystkie alarmy związane z działalnością SES zostały upublicznione, umieszczając je na stronie arxiv.org . Taka aktywność SES jest oceniana za pomocą nowej metody, którą nazywają „czasem naturalnym”. Jeden taki raport został opublikowany 1 lutego 2008 roku, dwa tygodnie przed najsilniejszym trzęsieniem ziemi w Grecji w latach 1983-2011. To trzęsienie ziemi miało miejsce 14 lutego 2008 roku o sile (Mw) 6,9. Raport VAN został również opisany w artykule w gazecie Ethnos z 10 lutego 2008 r. Jednak Gerassimos Papadopoulos skomentował, że raporty VAN były mylące i niejednoznaczne, oraz że „żadne z twierdzeń o udanych prognozach VAN nie jest uzasadnione”. W tym samym numerze została opublikowana odpowiedź na ten komentarz, w której podkreślano prawdziwość prognozy.

1989: Loma Prieta, USA

1989 Loma Prieta trzęsienie ziemi (epicentrum w górach Santa Cruz na północny zachód od San Juan Bautista, Kalifornia ) spowodowały znaczne szkody w San Francisco Bay Area w Kalifornii. US Geological Survey (USGS) podobno twierdził, dwanaście godzin po wypadku, który miał „prognozy” to trzęsienie ziemi w raporcie poprzedniego roku. Personel USGS twierdził następnie, że trzęsienie to było „przewidywane”; poczyniono również różne inne twierdzenia dotyczące przepowiedni.

Ruth Harris ( Harris (1998) ) dokonała przeglądu 18 artykułów (z 26 prognozami) datowanych na rok 1910, „które w różny sposób przedstawiają lub odnoszą się do naukowych prognoz trzęsienia ziemi w Loma Prieta z 1989 roku”. (W tym przypadku nie ma rozróżnienia między prognozą , która ogranicza się do probabilistycznego oszacowania trzęsienia ziemi zachodzącego w pewnym okresie czasu, a bardziej szczegółową prognozą .) Żadna z tych prognoz nie może być rygorystycznie przetestowana z powodu braku precyzji i tam, gdzie prognoza obejmuje właściwy czas i lokalizację, okno było tak szerokie (np. obejmowało większą część Kalifornii przez pięć lat), że traciło jakąkolwiek wartość jako prognoza. Prognozy, które się zbliżyły (ale przy prawdopodobieństwie zaledwie 30%) miały okna dziesięcioletnie lub dwudziestoletnie.

Jedna dyskusyjna prognoza pochodziła z algorytmu M8 używanego przez Keilis-Borok i współpracowników w czterech prognozach. Pierwsza z tych prognoz pominęła zarówno wielkość (M 7,5), jak i czas (okno pięcioletnie od 1 stycznia 1984 r. do 31 grudnia 1988 r.). Zdobyli lokalizację, obejmując większość Kalifornii i połowę Nevady. Kolejna rewizja, przedstawiona NEPEC, przedłużyła okno czasowe do 1 lipca 1992 r. i ograniczyła lokalizację tylko do środkowej Kalifornii; wielkość pozostała taka sama. Przedstawiona przez nich liczba miała jeszcze dwie zmiany, dla wstrząsów M ≥ 7,0 w środkowej Kalifornii. Pięcioletnie okno czasowe dla jednego zakończyło się w lipcu 1989 r., a więc ominęło wydarzenie Loma Prieta; druga rewizja została przedłużona do 1990 r. i obejmowała Loma Prieta.

Omawiając sukces lub porażkę przewidywania trzęsienia ziemi w Loma Prieta, niektórzy naukowcy twierdzą, że nie miało ono miejsca na uskoku San Andreas (głównym punkcie większości prognoz) i dotyczyło raczej ruchu poślizgu (pionowego), niż poślizgu uderzenia. (poziomy) ruch i tak nie był przewidziany.

Inni naukowcy twierdzą, że wystąpiło to w strefie uskoku San Andreas i uwolniło znaczną część napięcia nagromadzonego od trzęsienia ziemi w San Francisco w 1906 roku; dlatego kilka prognoz było poprawnych. Hough twierdzi, że „większość sejsmologów” nie wierzy, że to trzęsienie zostało przewidziane „per se”. W ścisłym tego słowa znaczeniu nie było żadnych prognoz, tylko prognozy, które tylko częściowo się sprawdziły.

Iben Browning twierdził, że przewidział wydarzenie Loma Prieta, ale (jak zobaczymy w następnej sekcji) twierdzenie to zostało odrzucone.

1990: Nowy Madryt, USA (Browning)

Iben Browning (naukowiec z tytułem doktora z zoologii i biofizykiem, ale bez doświadczenia w geologii, geofizyce czy sejsmologii) był „niezależnym konsultantem biznesowym”, który prognozował długoterminowe trendy klimatyczne dla firm. Poparł ideę (nieudowodnioną naukowo), że wulkany i trzęsienia ziemi są bardziej prawdopodobne, gdy siły pływowe Słońca i Księżyca zbiegają się, aby wywierać maksymalny nacisk na skorupę ziemską ( syzygy ). Po obliczeniu, kiedy te siły pływowe maksymalizują się, Browning „zaprognozował”, które obszary są najbardziej zagrożone dużym trzęsieniem ziemi. Obszarem, o którym często wspominał, była strefa sejsmiczna New Madrid w południowo-wschodnim narożniku stanu Missouri , miejsce trzech bardzo dużych trzęsień ziemi w latach 1811–12, które połączył z datą 3 grudnia 1990 roku.

Reputacja Browninga i jego postrzegana wiarygodność zostały wzmocnione, gdy twierdził w różnych ulotkach promocyjnych i reklamach, że przewidział (między innymi różnymi wydarzeniami) trzęsienie ziemi w Loma Prieta z 17 października 1989 r. Narodowa Rada Oceny Przewidywania Trzęsień Ziemi (NEPEC) utworzyła grupę roboczą ad hoc ( AHWG) do oceny prognozy Browninga. Jej raport (wydany 18 października 1990) wyraźnie odrzucił twierdzenie o pomyślnej prognozie trzęsienia ziemi w Loma Prieta. Zapis jego przemówienia w San Francisco w dniu 10 października pokazał, że powiedział: „prawdopodobnie będzie kilka trzęsień ziemi na całym świecie, Richter 6+ i może być jeden lub dwa wulkany” – co w skali globalnej oznacza około średnio przez tydzień – bez wzmianki o jakimkolwiek trzęsieniu ziemi w Kalifornii.

Chociaż raport AHWG obalił zarówno twierdzenia Browninga o wcześniejszym sukcesie, jak i podstawę jego „prognozy”, miał niewielki wpływ po roku ciągłych twierdzeń o udanej prognozie. Przepowiednia Browninga zyskała poparcie geofizyka Davida Stewarta i milczące poparcie wielu władz publicznych w ich przygotowaniach do poważnej katastrofy, co zostało spotęgowane przez masowe nagłośnienie w mediach. Nic się nie wydarzyło 3 grudnia, a Browning zmarł na atak serca siedem miesięcy później.

2004 i 2005: Południowa Kalifornia, USA (Keilis-Borok)

M8 algorytm (opracowany pod kierownictwem Władimira Keilis-Borok na UCLA ) zyskał szacunek przez pozornie udanych przepowiedni San Simeon i Hokkaido 2003 trzęsień ziemi. Duże zainteresowanie wzbudziła zatem prognoza, że ​​na początku 2004 r. trzęsienie ziemi o sile M ≥ 6,4 wystąpi gdzieś na obszarze południowej Kalifornii o powierzchni około 12 000 mil kwadratowych, do 5 września 2004 r. Oceniając tę ​​prognozę, Kalifornijska Rada ds. Oceny Trzęsień Ziemi (CEPEC) zauważył, że ta metoda nie dała jeszcze wystarczających prognoz do walidacji statystycznej i była wrażliwa na założenia wejściowe. W związku z tym doszedł do wniosku, że żadne „specjalne działania w zakresie polityki publicznej” nie były uzasadnione, chociaż przypomniał wszystkim Kalifornijczykom „o znaczących zagrożeniach sejsmicznych w całym stanie”. Przewidywane trzęsienie ziemi nie wystąpiło.

Bardzo podobna prognoza dotyczyła trzęsienia ziemi, które miało miejsce 14 sierpnia 2005 r. lub wcześniej, mniej więcej na tym samym obszarze południowej Kalifornii. Ocena i zalecenie CEPEC były zasadniczo takie same, tym razem zauważając, że poprzednia prognoza i dwie inne nie zostały spełnione. Ta przepowiednia również zawiodła.

2009: L'Aquila, Włochy (Giuliani)

O 03:32 w dniu 6 kwietnia 2009 r. region Abruzzo w środkowych Włoszech został wstrząsnięty trzęsieniem ziemi o sile M 6,3. W mieście L'Aquila i okolicach około 60 000 budynków zawaliło się lub zostało poważnie uszkodzonych, w wyniku czego zginęło 308 osób, a 67 500 osób zostało bez dachu nad głową. Mniej więcej w tym samym czasie poinformowano, że Giampaolo Giuliani przewidział trzęsienie ziemi, próbował ostrzec opinię publiczną, ale został nałożony na kaganiec przez włoski rząd.

Giampaolo Giuliani był technikiem laboratoryjnym w Laboratori Nazionali del Gran Sasso . Jako hobby przez kilka lat monitorował radon za pomocą zaprojektowanych i zbudowanych przez siebie przyrządów. Przed trzęsieniem ziemi w L'Aquili był nieznany społeczności naukowej i nie opublikował żadnych prac naukowych. 24 marca udzielił wywiadu włoskojęzycznemu blogowi Donne Democratiche na temat roju trzęsień ziemi na niskim poziomie w regionie Abruzzo, które rozpoczęły się w grudniu poprzedniego roku. Powiedział, że ta rój jest normalna i zmniejszy się do końca marca. 30 marca w L'Aquilę uderzył wstrząs o magnitudzie 4,0, największy do tej pory.

27 marca Giuliani ostrzegł burmistrza L'Aquili, że w ciągu 24 godzin może nastąpić trzęsienie ziemi, a następnie nastąpiło trzęsienie ziemi M~2,3. 29 marca złożył drugą przepowiednię. Zadzwonił do burmistrza miasta Sulmona, około 55 kilometrów na południowy wschód od L'Aquili, aby spodziewać się „niszczącego” – lub nawet „katastrofalnego” – trzęsienia ziemi w ciągu 6 do 24 godzin. Furgonetki z głośnikami zostały użyte do ostrzeżenia mieszkańców Sulmony o ewakuacji, co wywołało panikę. Nie nastąpiło żadne trzęsienie ziemi, a Giuliano został powołany za wywołanie alarmu publicznego i zakazano dokonywania przyszłych prognoz publicznych.

Po wydarzeniu w L'Aquili Giuliani twierdził, że kilka godzin wcześniej zaobserwował alarmujący wzrost poziomu radonu. Powiedział, że ostrzegł krewnych, przyjaciół i kolegów w wieczór poprzedzający trzęsienie ziemi. Następnie został przesłuchany przez Międzynarodową Komisję Prognozowania Trzęsień Ziemi dla Ochrony Ludności, która stwierdziła, że ​​Giuliani nie przekazał władzom cywilnym prawidłowej prognozy wstrząsu przed jego wystąpieniem.

Trudność lub niemożliwość

Jak pokazują poprzednie przykłady, zapisy dotyczące przewidywania trzęsień ziemi są rozczarowujące. Optymizm lat 70., że rutynowe przewidywanie trzęsień ziemi będzie „wkrótce”, być może w ciągu dziesięciu lat, w latach 90. osłabł i wielu naukowców zaczęło się zastanawiać, dlaczego. Do 1997 r. Pozytywnie stwierdzano, że trzęsień ziemi nie można przewidzieć, co doprowadziło w 1999 r. do znaczącej debaty na temat tego, czy przewidywanie pojedynczych trzęsień ziemi jest realistycznym celem naukowym.

Przewidywanie trzęsień ziemi mogło się nie powieść tylko dlatego, że jest „piekielnie trudne” i wciąż wykracza poza obecne kompetencje nauki. Pomimo pewnego oświadczenia sprzed czterdziestu lat, że sejsmologia była „bliska” dokonania wiarygodnych prognoz, wciąż może być niedoszacowanie trudności. Już w 1978 roku donoszono, że pęknięcie w wyniku trzęsienia ziemi może być skomplikowane przez „niejednorodny rozkład właściwości mechanicznych wzdłuż uskoku”, aw 1986 roku, że geometryczne nieregularności w powierzchni uskoku „wydają się wywierać znaczną kontrolę nad rozpoczynaniem i zatrzymywaniem pęknięć”. W innym badaniu przypisywano istotne różnice w zachowaniu winy dojrzałości winy. Tego rodzaju zawiłości nie znajdują odzwierciedlenia w obecnych metodach przewidywania.

Sejsmologii może nawet brakować odpowiedniego zrozumienia jej najważniejszej koncepcji, teorii sprężystego odbicia . Symulacja badająca założenia dotyczące rozkładu poślizgu wykazała wyniki „niezgodne z klasycznym poglądem teorii sprężystego odbicia”. (Przypisano to szczegółom niejednorodności błędów nieuwzględnionych w teorii).

Przewidywanie trzęsień ziemi może być z natury niemożliwe. W 1997 roku argumentowano, że Ziemia znajduje się w stanie samoorganizującej się krytyczności, „gdzie każde małe trzęsienie ziemi ma pewne prawdopodobieństwo przekształcenia się w duże wydarzenie”. Argumentowano również na podstawie teorii decyzji, że „przewidywanie poważnych trzęsień ziemi jest w żadnym praktycznym sensie niemożliwe”. W 2021 r. wielu autorów z różnych uniwersytetów i instytutów badawczych badających chińskiego satelitę sejsmo-elektromagnetycznego poinformowało, że twierdzenia oparte na samoorganizującej się krytyczności, mówiące, że w każdej chwili każde małe trzęsienie ziemi może w końcu przerodzić się w duże wydarzenie, nie w świetle dotychczasowych wyników uzyskanych metodą analizy czasu naturalnego .

To, że przewidywanie trzęsienia ziemi może być z natury niemożliwe, zostało mocno zakwestionowane. Jednak najlepszy dowód na niemożliwość – skuteczna prognoza trzęsienia ziemi – nie został jeszcze udowodniony.

Pamięć o trzęsieniach ziemi w czasie i przestrzeni

Niedawne badanie wykryło długoterminową pamięć czasową i przestrzenną między zdarzeniami trzęsień ziemi powyżej pewnej wielkości, potwierdzając wcześniejsze wnioski uzyskane w ramach analizy czasu naturalnego . W badaniu zdefiniowano i przeanalizowano długoterminowe opóźnione prawdopodobieństwa warunkowe. Badanie wykazało, korzystając z prawdziwych danych z całego świata, że ​​opóźnione prawdopodobieństwa warunkowe pokazują pamięć długotrwałą zarówno dla czasów między zdarzeniami, jak i odległości między zdarzeniami. Stwierdzono również, że funkcje pamięci podlegają skalowaniu i powoli zanikają z czasem. Jednak w charakterystycznym czasie (rzędu jednego roku) rozpad przechodzi w rozpad szybszy. Odkrycia te są prawdopodobnie związane ze wstrząsami wtórnymi, ale mimo to mogą być przydatne w poprawie prognoz dotyczących trzęsień ziemi. Zhang et al.

Zobacz też

Uwagi

Bibliografia

Źródła

  • Aceves, Richard L.; Park, Stephen K.; Strauss, David J. (27 maja 1996), „Ocena statystyczna metody VAN przy użyciu historycznego katalogu trzęsień ziemi w Grecji”, Geophysical Research Letters , 23 (11): 1425-1428, Bibcode : 1996GeoRL..23.1425A , doi : 10.1029/96GL01478 , ISSN  1944-8007.
  • Grupa robocza ad hoc w dniach 2–3 grudnia 1990 r., Przewidywanie trzęsień ziemi [AHWG] (18 października 1990 r.), Ocena z 2–3 grudnia 1990 r., Przewidywanie stref sejsmicznych w Nowym Madrycie. Reprodukowano w Spence et al. (1993) , s. 45–66 [53–74], załącznik B.
  • Aggarwal, Yash P.; Sykes, Lynn R.; Simpson, David W.; Richards, Paul G. (10 lutego 1975), "przestrzenne i czasowe zmiany w t s / t p a w P Wave reszt w Blue Mountain Lake, Nowy Jork: Zastosowanie do Earthquake Prediction" Journal of Geophysical Research , 80 (5) : 718–732, Kod bib : 1975JGR....80..718A , doi : 10.1029/JB080i005p00718.
  • Alexander, David E. (2010), „Trzęsienie ziemi w L'Aquila z dnia 6 kwietnia 2009 r. i polityka rządu włoskiego w zakresie reagowania na katastrofy”, Journal of Natural Resources Policy Research , 2 (4): 325-342, doi : 10.1080/19390459.2010. 511450 , S2CID  153641723.
  • Allen, Clarence R. (grudzień 1976), "Obowiązki w przewidywaniu trzęsień ziemi", Biuletyn Amerykańskiego Towarzystwa Sejsmologicznego , 66 (6): 2069-2074.
  • Bernarda P.; LeMouel, JL (1996), "O sygnałach elektrotellurycznych", krytyczny przegląd VAN , Londyn: Lighthill, SJ World Scientific, s. 118-154.
  • Bolt, Bruce A. (1993), Trzęsienia ziemi i odkrycia geologiczne , Scientific American Library, ISBN 0-7167-5040-6.
  • Christopoulos, Stavros-Richard G.; Skordas, Efthimios S.; Sarlis, Nicholas V. (17 stycznia 2020 r.), „O statystycznym znaczeniu minimów zmienności parametru porządkowego sejsmiczności za pomocą analizy koincydencji zdarzeń”, Applied Sciences , 10 (2): 662, doi : 10.3390/app10020662 , ISSN  2076-3417
  • Chouliaras, G. (2009), „Anomalie sejsmiczne przed trzęsieniem ziemi z 8 czerwca 2008 r. w zachodniej Grecji”, Nat. Zagrożenia Uziemienie Syst. Nauka. , 9 : 327-335, doi : 10.5194/nhess-9-327-2009.
  • Cowan, Hugh; Mikołaj, Andrzej; Tonkin, Philip (10 marca 1996), „Porównanie historycznej i paleosejsmiczności w nowo utworzonej strefie uskokowej i dojrzałej strefie uskokowej, North Canterbury, Nowa Zelandia”, Journal of Geophysical Research , 101 (B3): 6021-6036, Bibcode : 1996JGR...101.6021C , doi : 10.1029/95JB01588 , hdl : 10182/3334.
  • Drakopoulos, J.; Stavrakakis, GN; Latoussakis, J. (30 sierpnia 1993), „Ocena i interpretacja trzynastu oficjalnych van telegramów za okres od 10 września 1986 do 28 kwietnia 1988.”, Tectonophysics , 224 (1-3): 223-236, Bibcode : 1993Tectp.224..223D , doi : 10.1016/0040-1951(93)90075-U.
  • Geller, RJ (1996a), „krótkoterminowe przewidywanie trzęsień ziemi w Grecji przez sejsmiczne sygnały elektryczne”, w Lighthill, J. (red.), A Critical Review of VAN , World Scientific, s. 155-238
  • Hamada, Kazuo (1996), „Ponowne badanie oceny statystycznej przewidywania SES w Grecji”, w Lighthill, James (red.), A Critical Review of VAN – Earthquake Prediction from Seismic Electrical Signals , Londyn: World Scientific Publishing, s. 286-291, ISBN 978-981-02-2670-1.
  • Heraud, JA; Centa, Wirginia; Bleier, T. (1 grudnia 2015), „Prekursory elektromagnetyczne prowadzące do triangulacji przyszłych trzęsień ziemi i obrazowania strefy subdukcji”, AGU Fall Meeting Abstracts , 32 : NH32B-03, Bibcode : 2015AGUFMNH32B..03H.
  • Hough, Susan E. (2010b), Przewidywanie nieprzewidywalnego: burzliwa nauka przewidywania trzęsień ziemi , Princeton University Press, ISBN 978-0-691-13816-9.
  • Międzynarodowa Komisja ds. Prognoz Trzęsień Ziemi dla Ochrony Ludności (ICEF) (30 maja 2011 r.). „Operacyjne prognozowanie trzęsień ziemi: stan wiedzy i wytyczne dotyczące użytkowania”. Roczniki Geofizyki . 54 (4): 315–391. doi : 10.4401/ag-5350 .
  • Jackson, David D. (27 maja 1996b), "Standardy oceny przewidywania trzęsień ziemi stosowane w metodzie VAN", Geophysical Research Letters , 23 (11): 1363-1366, Bibcode : 1996GeoRL..23.1363J , doi : 10.1029/96gl01439.
  • Jackson, David D. (2004). „Przewidywanie i prognozowanie trzęsień ziemi”. w Sparks, RSJ; Hawkesworth, CJ (red.). Stan planety: granice i wyzwania w geofizyce . Washington DC American Geophysical Union Geophysical Monograph Series . Seria monografii geofizycznej. 150 . Waszyngton DC: Amerykańska Unia Geofizyczna. s. 335-348. Kod Bib : 2004GMS...150..335J . doi : 10.1029/150GM26 . Numer ISBN 0-87590-415-7..
  • Johnston, MJS (2002), "Pola elektromagnetyczne generowane przez trzęsienia ziemi", w Lee, William HK; Kanamori, Hiroo; Jennings, Paul C.; Kisslinger, Carl (red.), International Handbook of Earthquake and Engineering Seismology , 81A , s. 621-635, ISBN 0-12-440652-1
  • Jolliffe, Ian T.; Stephenson, David B., wyd. (2003), Weryfikacja prognozy: Przewodnik dla praktyków w nauce o atmosferze (wyd. 1), John Wiley & Sons, ISBN 0-471-49759-2.
  • Jones, Lucille M. (grudzień 1985), "Wstrząsy wstępne i zależna od czasu ocena zagrożenia trzęsieniem ziemi w południowej Kalifornii", Biuletyn Amerykańskiego Towarzystwa Sejsmologicznego , 75 (6): 1669-1679.
  • Lighton, John RB; Duncan, Frances D. (15 sierpnia 2005), „Wstrząśnięty, nie mieszany: nieoczekiwane badanie mrówek i trzęsień ziemi”, Journal of Experimental Biology , 208 (16): 3103–3107, doi : 10.1242/jeb.01735 , PMID  16081608 , S2CID  2487051.
  • Lomnitz, Cinna; Nava, F. Alejandro (grudzień 1983), „Wartość predykcyjna luk sejsmicznych.”, Biuletyn Amerykańskiego Towarzystwa Sejsmologicznego , 73 (6A): 1815-1824.
  • Lott, Dale F.; Hart, Benjamin L.; Verosub, Kenneth L.; Howell, Mary W. (wrzesień 1979), "Czy nietypowe zachowanie zwierząt obserwuje się przed trzęsieniami ziemi? Tak i nie" Geophysical Research Letters , 6 (9): 685-687, Bibcode : 1979 GeoRL...6..685L , doi : 10.1029/GL006i009p00685.
  • Lott, Dale F.; Hart, Benjamin L.; Howell, Mary W. (grudzień 1981), "Retrospektywne badania niezwykłego zachowania zwierząt jako predyktor trzęsień ziemi" Geophysical Research Letters , 8 (12): 1203-1206, Bibcode : 1981GeoRL ... 8.1203L , doi : 10.1029/GL008i012p01203.
  • Luginbuhl, Molly; Rundle, John B.; Turcotte, Donald L. (14 stycznia 2019), „Statystyczne modele fizyki wstrząsów wtórnych i sejsmiczności indukowanej”, Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences , 377 (2136): 20170397, Bibcode : 2019RSPTA.37770397L , doi : 10.1098/rsta.2017.0397 , PMC  6282405 , PMID  30478209
  • Martucciego, Matteo; Sparvoli, Roberta; Bartocci, Simona; Battiston, Roberto; Burger, William Jerome; Campana, Donatella; Carfora, Luca; Castellini, Guido; Conti, Livio; Kontynu, Andrea; De Donato, Cinzia (2021), „Oszacowanie uwięzionych strumieni protonów wewnątrz anomalii południowego Atlantyku przy użyciu modeli promieniowania NASA AE9/AP9/SPM wzdłuż chińskiej sejsmo-elektromagnetycznej orbity satelity”, Applied Sciences , 11 (8): 3465, doi : 10.3390/aplikacja11083465.
  • McEvilly, telewizja; Johnson, LR (kwiecień 1974), „Stabilność prędkości P an S z kamieniołomów w środkowej Kalifornii”, Biuletyn Amerykańskiego Towarzystwa Sejsmologicznego , 64 (2): 343-353.
  • Ohshansky, RB; Geller, RJ (2003), "Przewidywanie trzęsień ziemi i polityka publiczna", w Mulargia, Francesgo; Geller, Robert J. (red.), Nauka o trzęsieniach ziemi i redukcja ryzyka sejsmicznego. , NATO Science Series, IV Nauki o Ziemi i środowisku, 32 , Kluwer, s. 284-329, doi : 10.1007/978-94-010-0041-3_8 , ISBN 978-94-010-0041-3.
  • Otis, Leon; Kautza, Williama (1979). Biologiczne przeczucia trzęsień ziemi: studium walidacyjne (raport). Służba Geologiczna Stanów Zjednoczonych. s. 225-226. Raport otwarty 80-453..
  • Park, Stephen K.; Dalrymple, William; Larsen, Jimmy C. (2007), „Trzęsienie ziemi w Parkfield 2004: Test hipotezy prekursora elektromagnetycznego”, Journal of Geophysical Research , 112 (B5): B05302, Bibcode : 2007JGRB..112.5302P , doi : 10.1029/2005JB004196.
  • Pham, VN; Boyer, D.; Chouliaras, G.; Savvaidis, A.; Stavrakakis, GN; Le Mouël, JL (2002), „Źródła anomalnych przejściowych sygnałów elektrycznych (ATES) w paśmie ULF w regionie Lamia (środkowa Grecja): elektrochemiczne mechanizmy ich generowania”, Fizyka Ziemi i Wnętrz Planetarnych , 130 (3- 4): 209–233, Bibcode : 2002PEPI..130..209P , doi : 10.1016/s0031-9201(02)00008-0.
  • Politis, D.; Potirakis, SM; Hayakawa, M. (1 maja 2020 r.), „Analiza krytyczności 3-letnich danych subjonosferycznej propagacji VLF, prawdopodobnie związanych z istotnymi trzęsieniami ziemi w Japonii”, Zagrożenia Naturalne , 102 (1): 47-66, doi : 10.1007/s11069 -020-03910-3 , ISSN  1573-0840 , S2CID  214783152
  • Reid, Harry Fielding (1910), „Tom II. Mechanika trzęsienia ziemi”. , Trzęsienie ziemi w Kalifornii z 18 kwietnia 1906 r.: Raport Stanowej Komisji Badania Trzęsień Ziemi , Waszyngton, DC: instytucja Carnegie w Waszyngtonie.
  • Rikitake, Tsuneji (1982), Prognozowanie i ostrzeganie przed trzęsieniami ziemi , Tokio: Centrum Publikacji Akademickich.
  • Rundle, John B.; Luginbuhl, Molly; Chapikowa, Polina; Turcotte, Donald L.; Donnellana, Andrei; McKim, Grayson (1 stycznia 2020), „Nowcasting Great Global Earthquake and Tsunami Sources”, Pure and Applied Geophysics , 177 (1): 359-368, doi : 10.1007/s00024-018-2039-y , ISSN  1420-9136 , S2CID  133790229
  • Scholz, Christopher H. (2002), Mechanika trzęsień ziemi i uskoków (2nd ed.), Cambridge Univ. Prasa, ISBN 0-521-65223-5.
  • Schwartz, David P.; Coppersmith, Kevin J. (10 lipca 1984), "Zachowanie przy usterkach i charakterystyczne trzęsienia ziemi: przykłady ze stref uskokowych Wasatch i San Andreas", Journal of Geophysical Research , 89 (B7): 5681-5698, Bibcode : 1984JGR .... 89.5681S , doi : 10.1029/JB089iB07p05681.
  • Skordas, ES; Christopoulos, S.-RG; Sarlis, NV (2 stycznia 2020 r.), „Analiza wahań od trendu sejsmicznego i wahań parametrów porządku przed trzęsieniem ziemi M7.1 Ridgecrest”, Natural Hazards , 100 (2): 697-711, doi : 10.1007/s11069-019-03834- 7 , S2CID  209542427.
  • Stavrakakis, George N.; Drakopoulos, John (27 maja 1996), "Metoda VAN: sprzeczne i wprowadzające w błąd wyniki od 1981 roku", Geophysical Research Letters , 23 (11): 1347-1350, Bibcode : 1996GeoRL..23.1347S , doi : 10.1029/95gl03546.
  • Uyeda, S. (1996), „Wprowadzenie do metody VAN przewidywania trzęsień ziemi”, w Lighthill, James (red.), A Critical Review of VAN - Earthquake Prediction z sejsmicznych sygnałów elektrycznych , Londyn: World Scientific Publishing, ISBN 978-981-02-2670-1.
  • Varotsos, P.; Alexopoulos, K.; Nomicos, K. (1981), „Siedmiogodzinne prekursory trzęsień ziemi określone z prądów tellurycznych”, Praktika z Akademii Ateńskiej , 56 : 417-433.
  • Varotsos, P.; Eftaxias, K.; Lazaridou, M. (27 maja 1996), „Odpowiedź I do«van: kandydata walidacji z najnowszymi przepisami gry»i«Prekursor kandydata walidacji: furgonetki przypadek tak daleko »Geophysical Research Letters , 23 (11 ): 1331–1334, Kod Bib : 1996GeoRL..23.1331V , doi : 10.1029/96GL01436 , ISSN  1944-8007.
  • Varotsos, P.; Lazaridou, M.; Eftaxias, K.; Antonopoulos, G.; Makris, J.; Kopanas, J. (1996a), "krótkoterminowe przewidywanie trzęsień ziemi w Grecji przez sejsmiczne sygnały elektryczne", w Lighthill, J. (red.), A Critical Review of VAN , World Scientific, s. 29-76.
  • Varotsos, P.; Sarlis, N.; Skordas, E. (2011), Naturalna analiza czasu: nowe spojrzenie na czas; Prekursywne sejsmiczne sygnały elektryczne, trzęsienia ziemi i inne złożone szeregi czasowe , Springer Praxis, ISBN 978-364216448-4.
  • Wyss, M. (1996), „Krótkie podsumowanie niektórych powodów, dla których hipoteza VAN do przewidywania trzęsień ziemi musi zostać odrzucona”, krytyczny przegląd VAN , London: Lighthill, SJ World Scientific, s. 250-266.
  • Zoback, Mary Lou (kwiecień-maj 2006), „Trzęsienie ziemi z 1906 r. i stulecie postępu w zrozumieniu trzęsień ziemi i związanych z nimi zagrożeń”, GSA Today , 16 (r/5): 4–11, doi : 10.1130/GSAT01604.1 , S2CID  129036731.

Czytanie dodatku

Zewnętrzne linki