Aardbevingen, zoals bliksem, slaan onvoorspelbaar toe. De tektonische platen van de aarde, echter, verberg subtiele waarschuwingen dat een grote fout snel kan breken. Zoals het voorspellen van een onweersbui, weten hoe de waarschuwingen moeten worden gelezen, kan gemeenschappen helpen levens te beschermen, infrastructuur en lokale economieën.

Al decenia, wetenschappers hebben geworsteld om betrouwbare voorspellingen te geven voor grote aardbevingshotspots, maar nu, een internationaal team van wetenschappers onder leiding van de Universiteit van Texas in Austin is een nieuw initiatief gestart om precies dat te doen.

"Op fysica gebaseerde voorspelling is wat we proberen te bereiken, " zei projectleider Thorsten Becker, een professor aan de Jackson School of Geosciences van de UT.

Het vijfjarige project, gefinancierd door de National Science Foundation (NSF), zal nieuwe computerhulpmiddelen ontwikkelen, software en instructiemateriaal gericht op prognosemodellering. Het team zal ook studenten opleiden, workshops houden en nieuwe computationele geowetenschappers werven door gebruik te maken van over het hoofd geziene talentenpools en contact te leggen met achtergestelde gemeenschappen.

Het uiteindelijke doel:computermodellen die de kans op een aardbeving en de waarschijnlijke impact ervan kunnen voorspellen, vergelijkbaar met die gebruikt om het weer te voorspellen, maar op langere tijdschalen.

Becker verwacht binnen vijf jaar geen 'weer'-voorspellingen voor aardbevingen, maar hij gelooft dat het idee nu technisch mogelijk is. Het grootste deel van wat overblijft is het uitzoeken van de fysica die aardbevingen regelt en hun inherente onzekerheden:de belangrijkste ingrediënten in het voorspellingsproces.

De UT-wetenschappers zullen samenwerken met onderzoekers van universiteiten en nationale laboratoria die werken aan drie van 's werelds aardbevingshotspots:de V.S. Pacific Northwest, Nieuw-Zeeland en Japan. De geselecteerde locaties zijn allemaal subductiezones - plaatsen waar tektonische platen elkaar ontmoeten. De verschillen tussen hen zullen onderzoekers in staat stellen hun modellen te testen en erachter te komen op welke voorwaarden ze moeten letten bij het beslissen of een aardbeving waarschijnlijk is.

Subductiezones zijn belangrijk omdat ze de locaties zijn van 's werelds krachtigste aardbevingen en gevaarlijke tsunami's kunnen veroorzaken, zoals die na de aardbeving in de Indische Oceaan in 2004, waarbij bijna een kwart miljoen mensen in 14 landen omkwamen.

Ze zijn een uitdaging om te studeren, echter, omdat ze zich meestal offshore bevinden en worden aangedreven door diepe geologische krachten die honderden tot miljoenen jaren nodig hebben om zich te ontvouwen, op schalen van fracties van een inch tot duizenden mijlen. Daarom wenden aardbevingswetenschappers zich tot computers om fouten en hun tektonische instellingen te simuleren. Het nieuwe project zal zoeken naar hiaten in de fysica en uitzoeken wat er moet worden gemeten om de simulaties nuttiger te maken voor voorspellers.

"Het is een beetje zoals het berekenen van de kans op een pandemie, " zei Laura Wallace, een onderzoeker aan het Instituut voor Geofysica van de Universiteit van Texas, die in Nieuw-Zeeland is gevestigd. "Je kunt niet weten wanneer en waar de volgende zal gebeuren, maar je kunt kijken naar factoren die het waarschijnlijker maken en modelleren hoe het zich zou kunnen ontvouwen."

Becker en Wallace worden aan het project vergezeld door co-leiders Alice Gabriel, een aardbevingsfysicus bij de Scripps Institution of Oceanography en LMU München, Duitsland, en Dana Thomson, een outreach-coördinator van de Jackson School die zal helpen bij het rekruteren van een nieuwe generatie computationele geowetenschappers. Het project omvat wetenschappers van de Jackson School, zijn Instituut voor Geofysica, UT's Oden Institute for Computational Engineering and Sciences, en supercomputers in het Texas Advanced Computing Center.