science >> Wetenschap >  >> Natuur

Internationale samenwerking bestudeert voorspelbaarheid aardbevingen

Krediet:CC0 Publiek Domein

Sinds 2007, het Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability of CSEP heeft aardbevingsvoorspellingsmodellen bestudeerd om erachter te komen hoe goed elk model het doet ten opzichte van zijn concurrenten, en hoe goed elke voorspelling latere seismische activiteit voorspelt.

In vier centra in Californië, Nieuw-Zeeland, Europa en Japan - en in talloze laboratoria over de hele wereld - hebben de experimenten en de strenge testprocedures van CSEP licht geworpen op de voorspelbaarheid van aardbevingen, volgens een speciale aandachtssectie gepubliceerd op 13 juni in Seismologische onderzoeksbrieven .

"Het fundamentele idee van CSEP is in principe eenvoudig, maar complex in de praktijk:voorspellingsmodellen moeten worden getoetst aan toekomstige waarnemingen om hun prestaties te beoordelen, waardoor een onbevooroordeelde test van de voorspellingskracht van een model wordt gegarandeerd, " zei Danijel Schorlemmer van GFZ Potsdam in Duitsland, die schreef over de prestaties van CSEP voor het tijdschrift.

In elk van de vier testcentra (ontwikkeling van een vijfde centrum in China is aan de gang), aardbevingsvoorspellingen die automatisch worden gegenereerd op basis van een reeks modellen, worden vergeleken met de waargenomen seismische activiteit in de regio. De CSEP-experimenten worden beheerst door strikte regels, waaronder een nauwkeurige beschrijving van de onderzochte regio en de hoge kwaliteit van de seismische opnamen, onder andere criteria. De experimenten testen hoe goed het aantal, de verdeling en de omvang van de waargenomen aardbevingen in een regio komen overeen met de voorspellingen van een voorspelling.

In Italië, bijvoorbeeld, er zijn drie CSEP-experimenten aan de gang om eendaagse te evalueren, aardbevingsvoorspellingen voor drie maanden en vijf jaar voor het land. Zoals Matteo Taroni en collega's in de focussectie schrijven, de eendaagse voorspellingen zijn nuttig genoeg gebleken om de modellen op te nemen in de seismische voorspellingen van het Italiaanse ministerie van Civiele Bescherming.

CSEP-centrumexperimenten uitgevoerd van 2008 tot 2017, een periode met grote aardbevingen zoals de aardbeving in Christchurch met een kracht van 6,2 op de schaal van Richter in 2011 en de aardbeving in Kaikoura met een kracht van 7,8 op de schaal van Richter in 2016, verstrekte gegevens die werden gebruikt om realtime waarschuwingen van de gemeenschap tijdens deze grote aardbevingen te verfijnen, volgens David Rhoades van GNS Science en collega's.

Met enkele kanttekeningen, de lessen die zijn getrokken uit CSEP-experimenten kunnen worden gebruikt om "klassieke" voorspellingen te evalueren met het oog op het beter toetsbaar maken van toekomstige voorspellingen. In zijn focuspaper UCLA emeritus David D. Jackson paste CSEP-tests toe op de 30-jarige voorspelling van 1988, ontwikkeld door de Working Group on California Earthquake Probabilities voor 16 gebieden van de San Andreas, Hayward, San Jacinto en keizerlijke fouten. Hij concludeerde dat slechts één aardbeving, de aardbeving in Parkfield met een kracht van 6 op de schaal van Richter in 2004, wordt in verband gebracht met de prognose van 1988.

Onderzoekers hebben CSEP ook gebruikt om kandidaat-seismische modellen te testen voor gebruik bij prognoses. Een voorbeeld komt uit een focuspaper van Camilla Cattania van Stanford University en collega's, die keek naar hoe het algemeen bekende mechanisme voor het triggeren van aardbevingen, de statische Coulomb-stresshypothese, wat suggereert dat spanningsveranderingen in vervormd geologisch materiaal door fouten kunnen bewegen om nieuwe trillingen te bevorderen, kan worden gebruikt bij prognoses. Hun analyse, toegepast op de aardbevingsreeks in Canterbury 2010-2012 in Nieuw-Zeeland, suggereert dat op fysica gebaseerde modellen zoals het Coulomb-model veelbelovender zijn voor voorspellingen dan eerder werd gedacht, vooral in combinatie met andere statistische modellen.

De toekomst van CSEP zal meer soorten aardbevingsmodellering omvatten, inclusief combinatiemodellen, 3D-modellen en meer op fysica gebaseerde modellering, samen met uitgebreid gebruik van seismische datasets uit Azië en Zuid-Amerika, zei Schörlemmer.