עד סוף המאה ה-19 לא התקיימו מחקרים של ממש שעסקו בניסיון להגיע לרמה כלשהי של יכולת חיזוי. בשנת 1897 פרסם חוקר בשם צ'ארלס דיוויסון מאמר, בו טען כי לרעידת האדמה ההרסנית ביפן בשנת 1891 קדמו רעידות מקדימות. מדובר בשנים הראשונות לקיומם של סייסמוגרפים פרימיטיביים, חלקם ביתיים. צ'ארלס ריכטר בספרו "סייסמולוגיה אלמנטרית", המוערך על ידי הקהילה המדעית העוסקת בנושא כאבן דרך בסייסמולוגיה המודרנית, הביא 5 נימוקים מדעיים מדוע כל התצפיות עליהן הסתמך דאביסון אינן אמינות.
אף על פי כן ריכטר מצא שבין השנים 1929–1956 התרחשה בקליפורניה רק רעידת אדמה אחת מעל לגודל של 5 בסולם ריכטר, שלא קדמו לה רעידות מקדימות באזור הסמוך לאפיצנטר, אך הוא הדגיש שבסיכומו של דבר, אין דרך להבחין בין רעידות שבדיעבד מתבררות כמקדימות, לרעידות הרגילות שמתרחשות באזור, ובקליפורניה מתרחשות רעידות אדמה קטנות למכביר. גם בברית המועצות ניסו להגיע להישגים בתחום זה, אך גם הם, העיד ריכטר, הגיעו למסקנה כי אין כל סיבה לקוות לפריצת דרך קרובה בתחום הזה. גם Bolt מציין שעד שנות ה-60 של המאה ה-20, כל הניסיונות המוזכרים לעיל לא הביאו למידה כלשהי של הבנה באשר לכיצד לאפיין אינדיקטורים המבשרים רעידת אדמה גדולה.
החיזוי המוצלח של רעידת האדמה ההרסנית בסין בשנת 1975, המוזכר לעיל, הביא לתקווה שאכן התרחשה פריצת דרך בחיזוי רעידות אדמה על בסיס אינדיקטורים (דטרמיניסטיים) המהווים "חזאים". ברם מחקרים שנכנסו לפרטי המקרה ולאינדיקטורים הסייסמיים והא-סייסמיים, הגיעו למסקנה שהמזל "שיחק" כאן תפקיד חשוב, ומקבלי ההחלטות שהגיעו להחלטה על פינוי, לא היו מודעים לשינויים חריגים במפלס מי התהום בבארות באזור, לשפיעת גז ראדון חריגה שהתרחשה שם ואפילו להתנהגות חריגה של בעלי חיים. הסינים דיווחו על עוד שתי רעידות אדמה הרסניות ליד הגבול עם בורמה שהתרחשו בהפרש של 97 דקות זו מזו, שתיהן בגודל של 6.9, אשר נחזו מראש. כאמור, התרעות שווא לא מעטות התקיימו בסין על בסיס אותם אינדיקטורים שהופעלו בהתרעה המוצלחת לרעידה של שנת 1975. בעקבות התרעות אלה התבצע פינוי אוכלוסין נרחב, האוכלוסייה שהתה יותר מחודשיים מחוץ לבתיהם, אך רעידת אדמה לא התרחשה לבסוף. מידע מפורט על התרעות שווא אלה הוא מוגבל ביותר עקב מדיניות הסינים אז להסתיר כישלונות, אך מקרה אחד לפחות של התרעת שווא באוגוסט 1976 במחוז גואנגדונג שסמוך להונג-קונג דלף ביתר פירוט למערב.
רעידת אדמה בינונית בגודל 5.9 בסולם ריכטר שהתרחשה באוגוסט 1975 ליד העיירה אורוויל, קליפורניה נחזתה בהתרעה של מספר שעות, בעקבות רצף חריג של רעידות אדמה קטנות יותר שבדיעבד התברר שהן אכן היו רעידות מקדימות לרעידה העיקרית. רעידת אדמה נוספת שנחזתה מראש במערב, על בסיס אותם אינדיקטורים של פעילות סייסמית מוגברת ובלתי רגילה באזור, היא רעידת האדמה של אוחאקה, מקסיקו, בגודל של 7.6 בסולם מומנט, בשנת 1978. אלה שתי רעידות האדמה היחידות במערב, שידוע שנחזו מראש.
ביפן החל בשנת 1962 מאמץ מחקרי נרחב, בידי מאות סייסמולוגים, גאופיזיקאים וגאודזים, במטרה להגיע ליכולת כלשהי של חיזוי, אך לשווא.
בשנת 1964 התרחשה רעידת אדמה במגניטודה 7.5 בניגאטה שבחוף המערבי של יפן. בדיעבד התברר, שהחל מ-60 שנה לפני הרעידה, התרחשו התרוממויות ושקיעות של קו החוף בנקודות מסוימות שמצפון ומדרום למוקד הרעידה. השינויים הללו בגובה קו החוף התמתנו לקראת סוף שנות ה-50, ומעט לפני התרחשות הרעידה ההרסנית התרחשה שקיעה משמעותית של 20 סנטימטר מעט מצפון לאפיצנטר של רעידת האדמה. מאז, ניסו מדענים יפניים להתחקות אחרי תופעה דומה באזורי מוקדים אפשריים לרעידות אדמה, אך ללא הועיל. כל רעידות האדמה ההרסניות שהתרחשו מאז ביפן, לא נחזו בשום צורה ואופן. עובדה זו הביאה סייסמולוגים רבים ביפן לטעון, שיש להתמקד במחקרים לסיבות לרעידות אדמה באזורים מסוימים, ובניסיון לחזות את העוצמה הסייסמית באזורים אלה, על מנת לזהות את הסכנה והסיכון הסייסמיים, תחת להתמקד בחיזוי התרחשותן של רעידות אדמה - מסקנה דומה לזו המוזכרת לעיל, אליה הגיעו המדענים במכון הגאולוגי האמריקאי.
תופעה דומה לזו שנצפתה באזור ניגאטה, יפן, נצפתה במהלך שנות ה-60 וה-70 באזור ההררי שמצפון ללוס אנג'לס. היו מדענים ששינויים אלה הביאו אותם לשער שייתכן שמדובר כאן באינדיקטור דטרמיניסטי שמעיד על רעידת אדמה קרבה באזור, אולם במשך חמישים השנים שלאחר מכן לא התרחשה באזור רעידת אדמה.
לאינדיקטורים דטרמיניסטיים יכולים גם להיחשב: תצפיות שזיהו שפיעת גז ראדון בטרם התרחשה רעידת אדמה גדולה; שינויים במהירויות של גלי P (ברעידות קטנות) שמעידים על התפתחות מתח בקרום באזור ההעתק, שמביא להתרוממויות ושקיעות בפני השטח אשר גורמים לשינויים במפלס מי תהום ומַַעָוַותים באזור ההעתק; התנהגות חריגה ועצבנית של בעלי חיים - התנהגות כזו דווחה לפני רעידת האדמה הגדולה בסן פרנסיסקו בשנת 1906,לפני רעידת האדמה הגדולה בטוקיו/קאנטו בשנת 1923, לפני רעידת האדמה בפריולי, איטליה בשנת 1976 ולפני כמה רעידות אדמה בסין. ככל הידוע לא התקיימו מחקרים ראויים לאזכור בתחומים אלה, ובוודאי שלא היו פריצות דרך בהם.
על בסיס המחקרים המסוקרים לעיל, ואחרים, מקובל כיום במדעי כדור הארץ לראות 5 שלבים בהתפתחות רעידת אדמה על מישור העתק מסוים: שלב א': בניית המתח האלסטי שהיא למעשה תהליך הצטברות האנרגיה בקרום באזור ההעתק; שלב ב': התרחבות והגדלת נפח הקרום באזור ההעתק והתפתחות סדקים; שלב ג': זרמים של מי תהום חודרים דרך הסדקים שנוצרו ונוצרים מעוותים בלתי יציבים; שלב ד': התרחשות רעידת האדמה; שלב ה': ירידה חדה בלחץ המופעל על הקרום, המלווה בהתרחשות של רעידות עוקבות.
בכל אחד מהשלבים הללו, ידוע באופן כללי כיצד מתנהגים 5 האינדיקטורים הדטרמיניסטיים העיקריים:
כיום, מתרכזים המחקרים בעיקר, בניסיון למדוד ולזהות את האינדיקטורים הללו על מישורי ההעתקים העיקריים על פני כדור הארץ כדי להבין האם קיומם מעיד על התרחשות רעידת אדמה קרובה.
מחקרים לחיזוי סטוכאסטי.
הבסיס הרעיוני לקיומם של מחקרים לחיזוי סטוכאסטי היא תאוריית הקפיצה האלסטית החוזרת, המקובלת בקרב המדענים כתקפה מאז נהגתה בשנת 1910. הידע הקיים אודות רעידות אדמה מאפשר שימוש בתאוריה זו כדי להעריך בתוך כמה זמן צפוי העתק פעיל מסוים לחזור ולפעול, כלומר שתתרחש על פני מישורו רעידת אדמה גדולה.
נראה שהעתקי רעידות האדמה הנחקרים ביותר (בהם העתק סן אנדראס, נָאנְקָאי , שבר הוואסאץ' ועוד) מורכבים ממקטעים הנפרדים זה מזה, ומהווים כל אחד בנפרד, מישור שבר שעליו מתרחשות רעידות אדמה. זה המודל הידוע והמקובל במדעי כדור הארץ, ויש לו תימוכין ממדידות של רעידות אדמה, ומביטוין על פני השטח. מכיוון שאורכם של המקטעים הללו והמאפיינים האחרים שלהם קבועים, הרי שרעידות האדמה שקורעות כל מקטע, צריכות להיות בעלות מאפיינים דומים. אלה כוללים את המגניטודה המקסימלית (התלויה באורך הקרע), ואת כמות המתח המצטבר הדרושה לקריעת מקטע השבר. מכיוון שתנועות לוחות מתמשכות גורמות למתח להצטבר באופן קבוע, פעילות סיסמית על קטע נתון צריכה להיות נשלטת על ידי רעידות אדמה בַּעלוֹת מאפיינים דומים שחוזרים על עצמם במרווחים יחסית קבועים עבור מקטע נתון. זיהוי רעידות אדמה אופייניות אלו, ותזמון שיעור הישנותן או תקופת חזרתן, אמורים אפוא ליידע אותנו על פרק הזמן בו צפוי להתרחש הקרע הבא.
פעילות מחקרית חשובה לעניין זה מתקיימת זה שנים רבות בקליפורניה החוֹוָה רעידות אדמה הרסניות לעיתים קרובות יחסית (בממוצע גס אחת ל־10 שנים). בשנת 2015, הציג המרכז לרעידות אדמה בדרום קליפורניה הסתברויות להתרחשות רעידת אדמה בגודל של 6.7 ומעלה על כל אחד ממקטעי ההעתקים במדינה (ראו האיור משמאל). זאת כפועל יוצא מחישוב תקופות חזרתן המתבססת על התיאוריה המוצגת לעיל.
בנוסף, אקסטרפולציה מרעידות האדמה של השנים: 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 ו-1966 במקטע פארקפילד של העתק הסן אנדריאס שבמרכז קליפורניה, הובילה לתחזית של רעידת אדמה בסביבות שנת 1988, ולא אחרי 1993 (ברווח בר סמך של 95%). זאת בהתבסס על מודל רעידת האדמה האופייני. מכשור הותקן באזור בתקווה לזהות "אינדיקטורים מבשרים" לרעידת האדמה הצפויה. עם זאת, רעידת האדמה החזויה התרחשה רק בשנת 2004. כישלון ניסוי החיזוי של פארקפילד העלה ספק באשר לתקפותו של מודל רעידת האדמה האופייני עצמו.
בישראל, בוצע מחקר המתבסס על ההיסטוריה הידועה של רעידות אדמה באזור, והפעלת חישובים סטטיסטיים לשם קבלת זמן החזרה להתרחשות רעידת אדמה בגודל מסוים ומעלה לתקופת זמן נתונה. המסקנה לעת המחקר הייתה (ועדיין תקפה) שרעידת אדמה במגניטודה של 6.75 "ממתינה" בקצה הצפוני של השבר הסורי אפריקני (הכולל גם את שברי בקע ים המלח לאורך בקעת הירדן והעמקים הצפוניים של ישראל), כאשר זמן החזרה הממוצע שלה הוא 83 שנים וחורג בסטיית תקן אחת של 32 שנים. על בסיס אותו מחקר וקודמים לו, התבססה ההנחה שבבסיס התקן הישראלי לבנייה עמידה בפני רעידות אדמה - ת.י. 2413 - שרעידת האדמה שההסתברות להתרחשותה לפחות פעם אחת ב־50 שנה היא 10%, היא בגודל של כ־6.3 בסולם ריכטר.
פער סייסמי כאלמנט של חיזוי.