Jak zaczynają się trzęsienia ziemi? To pradawne pytanie - i chociaż naukowcy wykluczyli mściwych bogów obwinianych w ciągu ostatnich kilku tysiącleci, zgadzając się, że wstrząsy są bardziej kwestią miażdżenia płyt tektonicznych niż gniewu Posejdona, wiele aspektów tej sejsmicznej układanki pozostaje niejasne.
Jedną z trwających tajemnic jest zjawisko zapowiedzi, małych, czasami niezauważalnych wstrząsów, które mogą poprzedzać większe trzęsienia w tym samym obszarze o kilka dni lub tygodni. Badania wykazały, że od 10% do 50% dużych trzęsień ziemi następuje po tych minisockach. Doprowadziło to wielu badaczy do zastanowienia się, czy źdźbła są geofizyczną fuksą, czy standardową cechą dużych wstrząsów, których współczesne instrumenty po prostu nie są wystarczająco czułe, aby wykryć z pewnością.
Badanie opublikowane 30 lipca w czasopiśmie Geophysical Research Letters oferuje przekonujące nowe dowody na drugą hipotezę. Korzystając z najbardziej kompleksowego katalogu aktywności trzęsień ziemi w Południowej Kalifornii, jaki kiedykolwiek zgromadzono, zespół naukowców odkrył, że około 72% dużych trzęsień (o wielkości 4,0 lub większej) w regionie w latach 2008–2017 nastąpiło po wyraźnych zapowiedziach, które uderzyły do miesiąca przed zdarzenie.
„Mamy nadzieję, że te obserwacje pomogą w ulepszeniu fizycznych modeli powstawania trzęsień ziemi” - powiedział Live Science autor prowadzący badania Daniel Trugman, sejsmolog z Los Alamos National Laboratory w Nowym Meksyku. „Dzięki temu lepszemu zrozumieniu fizycznemu w końcu będziemy mogli poprawić prognozowanie trzęsień ziemi”.
Trugman i jego koledzy rozpoczęli polowanie na foreshocks, kompilując katalog około 284 000 trzęsień ziemi wykrytych przez różne stacje monitorujące w Południowej Kalifornii w latach 2008–2017. Korzystając z techniki zwanej dopasowaniem szablonów trzęsień ziemi (QTM), naukowcy wyszkolili komputer, aby rozpoznawał różne fale te powstały w wyniku trzęsień, a następnie przeszukały zapisy w poszukiwaniu śladów mniejszych wstrząsów pokazujących te same wzorce wibracyjne, wskazówki ukryte w stałym, dudniącym hałasie tła Ziemi.
Zespół odkrył ponad milion dodatkowych trzęsień ziemi, z których wiele ma wielkość 0,0 lub mniej (sejsmolodzy mierzą wielkość trzęsienia ziemi w skali logarytmicznej, więc trzęsienie o wartości 0,0 byłoby około 10 000 razy słabsze niż trzęsienie o sile 4,0). W sumie naukowcy rozszerzyli swój katalog o 1,81 miliona trzęsień ziemi, czyli średnio jedno trzęsienie ziemi co 3 sekundy w ciągu ostatnich 10 lat, powiedział Trugman.
Z tej rozszerzonej listy naukowcy wybrali 46 trzęsień o sile 4,0 lub większej, aby zbadać aktywność kutasa. Ale najpierw zespół musiał obliczyć średnią liczbę trzęsień ziemi w pobliżu każdej linii uskoku w Południowej Kalifornii.
„Jeśli wybierzesz dowolny punkt w skorupie ziemskiej, szczególnie w pobliżu aktywnej strefy uskoków, nastąpi sejsmiczność w tle” - powiedział Trugman. „Aby pokazać, że istnieją zapowiedzi, musisz wykazać, że jest więcej trzęsień ziemi, niż można oczekiwać przed większym wydarzeniem”.
Uzbrojeni w te średnie sejsmiczne, naukowcy wykazali statystycznie znaczący wzrost aktywności koryt na krótko przed 33 z 46 dużych wstrząsów. Aktywność Foreshocks rosła w dowolnym miejscu od trzech do 35 dni przed uderzeniem grota, a średni wzrost dudnienia występował około 16 dni przed wielkim wydarzeniem.
„Wyniki sugerują, że występowanie foreshock w przyrodzie jest bardziej rozpowszechnione niż wcześniej sądzono” - podsumowali naukowcy w swoich badaniach.
A co z 28% trzęsień, które nie odnotowały gwałtownego wzrostu aktywności w foreshock? Trugman powiedział, że prawdopodobne jest, że wiele z tych trzęsień również widziało zapowiedzi, ale badacze po prostu nie mogli ich zdefiniować z „99% pewnością”.
„Istnieje wiele przypadków, w których występuje wzrost aktywności sejsmicznej, ale nie jesteśmy pewni, czy jest to statystycznie znaczące” - powiedział Trugman. Dodał, że wraz z poprawą sprzętu do monitorowania sejsmicznego, podobnie powinno nastąpić wykrycie zapowietrzenia.
Mimo to, dodał Trugman, niektóre z wielkich wstrząsów wyraźnie przeoczyły taki skok w zaprzęgach, zanim zaczęło się ciężkie dudnienie. Z drugiej strony ogromna większość drobnych trzęsień, które odkrył wraz z zespołem, wcale nie poprzedzała dużych trzęsień ziemi, co oznacza, że samo zaobserwowanie wzrostu aktywności sejsmicznej wzdłuż danej linii uskoków nie jest wiarygodnym prognostykiem większego trzęsienia ziemi chodź.
„W tym artykule pokazujemy, że większość, jeśli nie wszystkie grady są poprzedzone podwyższoną aktywnością sejsmiczną, której nie można wytłumaczyć jako zwykłej sejsmiczności tła” - powiedział Trugman. „Ale to jest zupełnie inne stwierdzenie niż stwierdzenie, że„ najbardziej wzrostem sejsmiczności są zapowiedzi, które sygnalizują, że nadchodzi grot ”.”
To wszystko pokazuje, że procesy inicjujące trzęsienia ziemi są „dość zmienne”, powiedział Trugman, przypominając nam, że sejsmolodzy są wciąż na dobrej drodze, by móc z całą pewnością przewidzieć trzęsienia ziemi. Może jednak nie powinniśmy jeszcze puszczać Posejdona.
