חיזוי רעידות אדמה

חיזוי רעידות אדמה היא סוגיה בעייתית במדעי כדור הארץ. אין כיום יכולת למדעי כדור הארץ, להגיע לחיזוי אפקטיבי של התרחשות רעידת אדמה. עם זאת, מאז שנות ה-60 של המאה ה-20, נעשים כל העת מחקרים וניסיונות להגיע לרמה מסוימת של חיזוי<ref name=":1">Bolt, B.A., [https://www.amazon.com/Earthquakes-Bruce-Bolt/dp/071673396X Earthquakes], F&C, 1999, p.175 להלן "Bolt, 1999"</ref>. לא מעט מאלה מדגישים ששבירה בקרום כדור הארץ, הגורמת לרעידות האדמה, היא תהליך לא ליניארי, שרגיש מאוד לפרטים עדינים, הבלתי ניתנים למדידה, של מצב קרום כדור הארץ, ולא רק בסביבה הקרובה למוקד הרעידה, ועל כן חיזוי אפקטיבי אינו יכול להוות מטרה בת השגה<ref name=":3">Geller, R., J., 1997. [https://watermark.silverchair.com/131-3-425.pdf?token=AQECAHi208BE49Ooan9kkhW_Ercy7Dm3ZL_9Cf3qfKAc485ysgAAAtQwggLQBgkqhkiG9w0BBwagggLBMIICvQIBADCCArYGCSqGSIb3DQEHATAeBglghkgBZQMEAS4wEQQMqII3GruC8Xetz798AgEQgIICh-xA2MfepsUaWuaBwVunAe_0Fmo7JwIIPm3UicCb-oDcjD2NmhacE5Y-urQYUSMXPu_IrBlfCh8j16Xmn1wmIbqEyYwi7Ejhx0_mOZ3cNac18UvGqkLq0wz9RS6cTfphwH_z4xoVdaQ8ZOeoCdlAkQvb-Eozk4yJ91fMt8j3x1wFXlKQsPt4aX0P0zmIDtBrkWfDyBU5Gl_4LYKV5h9KOATOeY2J_FAlqOkPz88_0Hl7Pgg8Opsga6UM_o8cRrufoEwMp7qevFPz6T2Wi8L2_Pxu3Ang4inh37wWj6qllFK60joBw84fWEvDAIMS9Bs6wjSeYwuJJ4h3BMRZ6YTISoBzUnjlzqTZVagVS-61DBN_TV_-ID9wKMZBlI7JMYqXVNt8Q4Om1T4E-PoXmgTsFsYbIQpljzp5tT-AhsKuLiIfSBwbzXw9u2BI1mur4S7zj73m53FPcAL3DbtQm5xoUg14RSQeHZL-MFE2Dqu2Qejmwfg-MEhkHktrTSTu-IDUURW-CVcTHIh6X27VeKTv4liKY8sZnbI4PeP07F5E4_Eq7t81ydPuKrL4MXfd00aas65_Aq-r3qII3rCowrSUbY_3eajpKpgA9sgV6RsTs5Sqqc4Jb347fJORXY7NoB_dxJXT7xXUaA_2JXtXvf9Q9Av1IGAy0qYK2qUUTRu0R0SgT3YxZyy3IdsppgY-4B87F64ywJaOL-dy5eFfGPM34GfZEmATkfcoETRfwBlkjwc-hVX7rqZgyQWJ6P_wYshmCZaIV9WDmRViH0wS2i0CcShVWYLLEOy-DSZ6LNFMR-B-afJ9PGsWQPVmkNEPwUyysAUMZjDvrejpt37Nn9NiD5zhvyPreVPc Earthquake Prediction: A Critical Review]. Geophysical Journal International, 131: pp. 425–450</ref><ref>Main, I., 1999. [https://www.nature.com/articles/nature28107.pdf Is the Reliable Prediction of individual Earthquakes a Realistic Scientific Goal?]". Nature.</ref><ref name=":4">Kagan, Y., Y., 1997. [https://academic.oup.com/gji/article/131/3/505/2140303 Are Earthquakes Predictable?] Geophysical Journal International, 131: pp. 505–525,</ref>.

== הבעיה העיקרית בתחום החיזוי היעיל ==
באופן עקרוני, חיזוי רעידות אדמה אינו שונה מחיזוי מזג אוויר. ההבדל העיקרי בין שני התחומים הוא מהירות התנועה של התופעה שאותה מנסים לחזות. גם חזאי מזג אוויר אינם יכולים לחזות אירוע אקלימי ברמה של יום או אפילו שבוע או חודש, אלא רק לאחר שהמערכת שמייצרת את התופעה האקלימית נוצרה (שקע ברומטרי, רמה ברומטרית וכיוצא בזה). מהירות המערכת האקלימית היא עשרות ואולי כמה מאות קילומטרים ביממה<ref></ref>. מהירות "המערכת" שיוצרת את רעידת האדמה קרי, הגלים הסייסמיים היא אלפי קילומטרים בשנייה<ref></ref>. זו אחת הסיבות להכרזתו של המכון הגאולוגי של ארצות הברית לפיה הוא מעדיף למקד את מאמציו בהפחתה ארוכת טווח של הסכנה והסיכון הסייסמיים על ידי סיוע בשיפור הבטיחות של מבנים, במקום על ידי ניסיון להשיג תחזיות לטווח קצר<ref name=":0" />.

== המשתנים שכוללים חיזוי אפקטיבי ==
כדי שחיזוי רעידת אדמה יחשב כאפקטיבי, הוא חייב לכלול שלושה משתנים - מועד, מיקום מוקד הרעידה ומגניטודה<ref name=":0"></ref>. גישה נוספת, מתונה יותר בדרישותיה אך בעלת משתנה נוסף, גורסת שחיזוי אפקטיבי חייב לכלול ארבעה המשתנים - התקופה שבמסגרתה תתרחש הרעידה, אזור האפיצנטר, טְוַוח המגניטודות הצפו והצהרה בדבר הסיכויים שרעידת אדמה דומה תתרחש באופן אקראי באזור, ומבלי כל סימנים מעידים<ref>Luen, B., Stark, Philip B., (200). Testing earthquake predictions. Institute of Mathematical Statistics collections: Probability and Statistics: Essays in Honor of David A. Freedman, vol. 2, pp. 302–315</ref><ref>Bolt, 1999, p.200</ref>.

== ניסיונות שמתקיימים להגיע לרמה מסוימת של חיזוי ==
הפעילות המחקרית העיקרית בתחום זה מתרחשת ביפן, סין, ברית המועצות לשעבר ובארצות הברית<ref name=":1" />.

ב-4 בפברואר 1975 התריעו השלטונות הסינים במחוז מנצ'וריה, שרעידת אדמה הרסנית צפויה בתוך 24 שעות, והורו לתושבים להישאר מחוץ לבתיהם. התופעה שהביאו את השלטונות לנקוט בהתרעה ואזהרה על רעידת אדמה קרבה הייתה חריגות משמעותיות בכמות ובגודל של רעידות אדמה קטנות ביחס לדגם הרגיל שנמדד באזור לאורך השנים. רוב התושבים באזור נשמעו לאזהרות, ואכן בשעה 19:36 באותו יום התרחשה רעידת אדמה הרסנית בגודל של 7.3 בסולם ריכטר. למרות שאלפי מבנים קרסו על פני שטחים נרחבים במחוז, לא היו נפגעים בנפש<ref name=":2">Bolt, 1999, p.209</ref>.

עם זאת, סוג זה של פעילות סייסמית מקדימה הקרויה רעידות מקדימות (Foreshocks) מקדים רק לעיתים רעידות אדמה גדולות, ולְרוב רעידות האדמה ההרסניות אין אירועים מקדימים כלשהם. בנוסף, הוכרזו בסין לא מעט התראות שווא שהביאו לפינויים של מאות אלפי אנשים מבתיהם, ורעידת אדמה לא התרחשה בסופו של דבר. זאת ועוד, לרעידות אדמה הרסניות רבות שהתרחשו בסין, לא קדמה התרעה כלשהי, ובמיוחד לזו שנחשבת להרסנית והקטלנית ביותר בתקופה המודרנית, ואשר התרחשה מעט יותר משנה אחרי זו שנחזתה - רעידת האדמה בטאנגשאן בשנת 1976<ref name=":0" /><ref name=":2" />.

המחקרים שעוסקים בניסיון להגיע לרמה מסוימת של חיזוי מתחלקים לשני סוגים עיקריים<ref>Smith, K., 2004. Environmental Hazards: Assesing Risk and Reducing Disaster, Fourth Edition, Routhledge, pp. 99-100

להלן: Smith, 2004.</ref>:
* מחקרים לחיזוי דטרמיניסטי - המתמקדים באינדיקטורים פיזיקליים להתרחשות רעידת אדמה קרובה. חיזוי דטרמיניסטי מכונה בשפת המדענים ניבוי רעידת אדמה (Earthquake Prediction )
* מחקרים לחיזוי סטוכאסטי - המתמקדים בחישובים סטטיסטיים על נתונים היסטוריים של משתנים כמותיים של רעידות אדמה היסטוריות. חיזוי סטוכאסטי מכונה בשפת המדענים תחזית רעידת אדמה (Earthquake Forecasting )
=== מחקרים לחיזוי דטרמיניסטי ===
==== ראשית ההיסטוריה הרלוונטית ====
פליניוס הזקן, בן המאה הראשונה לספירה, נחשב לחזאי הקדום ביותר של רעידות אדמה. הוא היה איש צבא, סופר ומדען רומאי. הוא כתב את תולדות הטבע אנציקלופדיה בעלת 37 כרכים שכללה תצפיות רבות על תופעות טבע שונות. הוא זיהה כבר אז את מה שאנחנו מזהים ומכנים כיום כרעידות מקדימות, התנהגות נפחדת של ציפורים וטורבולנציה בבארות מים כסימנים המעידים על רעידת אדמה קרבה. כל הסימנים המעידים הללו מקובלים גם היום על ידי מדענים שעוסקים בנושא.

==== מחקרים בולטים בתקופה המודרנית ====
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<ref>Davison, C., 1897. [https://books.google.co.il/books?id=c8FoDwAAQBAJ&pg=PR9-IA31&lpg=PR9-IA31&dq=harles+Davison+1897&source=bl&ots=Cjqmf4yjuh&sig=ACfU3U23MF7uxQk6uMLG4Mp1GNOnSFzYSw&hl=iw&sa=X&ved=2ahUKEwjLyIyqyIv2AhWTN8AKHcQYD9cQ6AF6BAgcEAM#v=onepage&q=harles%20Davison%201897&f=false The Japanese Earthquake of October 28th, 1891]. A Study of Recent Earthquakes, Ch. 7</ref>. 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<ref>Reitherman, R., 2008. [https://www.researchgate.net/publication/240777214_Elementary_Seismology_50_Years_Later Elementary Seismology 50 Years Later]. Seismological Research Letters 79: pp. 239-242</ref>, הביא 5 נימוקים מדעיים מדוע כל התצפיות עליהן הסתמך דאביסון אינן אמינות<ref>Richter, F., C., 1958. Elementary Seismology. Freeman & Company, inc., p. 68</ref>.

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<ref>Richter, F., C., 1958. Elementary Seismology. Freeman & Company, inc., p. 67</ref>, 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<ref>Richter, F., C., 1958. Elementary Seismology. Freeman & Company, inc., p. 634</ref>. 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<ref name=":1" />.

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<ref>Kelin Wang, Qi-Fu Chen, Shihong Sun, Andong Wang, 2006. [https://www.readkong.com/page/predicting-the-1975-haicheng-earthquake-4927167 Predicting the 1975 Haicheng Earthquake]. Bulletin of the Seismological Society of America, 96, pp. 757-795</ref><ref name=":4" /><ref name=":3" />. 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<ref name=":2" />. 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<ref name=":8">Tiedemann, H., 1992. Earthquakes and Voulcanic Eruptions. S.R.C., p. 167</ref>, אך מקרה אחד לפחות של התרעת שווא באוגוסט 1976 במחוז גואנגדונג שסמוך להונג-קונג דלף ביתר פירוט למערב<ref name=":2" />.

רעידת אדמה בינונית בגודל 5.9 בסולם ריכטר שהתרחשה באוגוסט 1975 ליד העיירה אורוויל, קליפורניה<ref></ref> נחזתה בהתרעה של מספר שעות, בעקבות רצף חריג של רעידות אדמה קטנות יותר שבדיעבד התברר שהן אכן היו רעידות מקדימות לרעידה העיקרית<ref>Bolt, 1999, p.p. 40-43</ref>. 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<ref name=":8" />. אלה שתי רעידות האדמה היחידות במערב, שידוע שנחזו מראש<ref name=":8" />.

ביפן החל בשנת 1962 מאמץ מחקרי נרחב, בידי מאות סייסמולוגים, גאופיזיקאים וגאודזים, במטרה להגיע ליכולת כלשהי של חיזוי, אך לשווא<ref name=":5" />.

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<ref name=":5">Bolt, 1999, p. 197</ref>. 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<ref name=":5" /> - מסקנה דומה לזו המוזכרת לעיל, אליה הגיעו המדענים במכון הגאולוגי האמריקאי<ref name=":0" />.

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<ref>Bolt, 1999, p. 212</ref><ref>Tiedemann, H., 1992. Earthquakes and Voulcanic Eruptions. S.R.C., p. 169-170</ref>.

על בסיס המחקרים המסוקרים לעיל, ואחרים, מקובל כיום במדעי כדור הארץ לראות 5 שלבים בהתפתחות רעידת אדמה על מישור העתק מסוים<ref name=":6">National Academy of Sciences, 1976. [https://www.nap.edu/read/18533/chapter/1 Predicting Earthquakes: A Scientific and Technical Evaluation With Implications for Society]. Washington D.C. 63 pages</ref><ref name=":7">Bolt, 1999. p. 204</ref>: 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<ref name=":7" /><ref name=":6" />:

#שינויים מהירות גלי ה-P: בשלב א ללא שינוי; בשלב ב ירידה משמעותית במהירותם; בשלב ג<nowiki/>' עלייה מחודשת במהירות עד שמגיעים למהירות הרגילה לעת שלב ד - התרחשות הרעידה.
#התרוממות פני השטח ושקיעות: בשלב א ללא שינוי; בשלב ב התרוממות של פני השטח; בשלב ג<nowiki/>' התייצבות; ומיד לאחר התרחשות רעידת האדמה (שלב ד) חזרה לגובה פני השטח המקורי.
#שפיעת ראדון: בשלב א ללא שינוי; בשלב ב עליה מתמדת בהיקף השפיעה; בשלב ג<nowiki/>' התייצבות בהיקף המוגבר עד התרחשות הרעידה (שלב ד) ומיד לאחר הרעידה ירידה משמעותית בהיקף השפיעה, אף אל מתחת לרמה שהייתה בשלב א'.
#ירידה בהתנגדות החשמלית (עלייה במוליכות): בשלב א'<nowiki/> ללא שינוי; בשלב ב ו-ג ירידה משמעותית בעוצמת ההתנגדות עד להתרחשות רעידת האדמה (שלב ד) ומיד לאחריה שינויים ספורדיים בהתנגדות והמוליכות החשמלית של הסלעים.
#מספר וגודל הרעידות המקומיות על מישור ההעתק: בשלב א עלייה מתונה אך ברורה בהיקף הרעידות המקומיות (שבדיעבד יתפרשו כרעידות מקדימות); בשלב ב ירידה מתונה בהיקפם; בשלב ג<nowiki/>' עלייה משמעותית יותר מהיקף העלייה שזוהה בשלב א', עד התרחשות רעידת האדמה (שלב ד) ומיד לאחריה תחילת מופעי הרעידות העוקבות.

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<ref>International Commission on Earthquake Forecasting for Civil Protection, 2011. Operational Earthquake Forecasting: State of Knowledge and Guidelines for Utilization, Annals of Geophysics, 54, pp. 315–391</ref>. 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<ref>Bolt, 1999, p.199</ref>.
מפה המציגה את 2,606 מקטעי ההעתקים במדינת קליפורניה, ארצות הברית ואזורי השפעתם (המסגרות בלבן). הצבעים מצביעים על ההסתברות (כאחוז) לחוות רעידת אדמה M ≥ 6.7 (הגודל של רעה"א ב-1994 באזור לוז אנג'לס) ב-30 השנים הבאות, על פי הצפי להיקף המתח שהצטבר מאז רעידת האדמה האחרונה על אותו מקטע.
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<ref>Castellaro, S., (2003). [https://books.google.co.il/books?id=tIm-sXDVIiIC&pg=PA56&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false The Classical Earthquake Mod]l. In: Mulargia et al., (eds.), Earthquake science and seismic risk reduction, Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, pp. 56–57</ref>. 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<ref>Schwartz, D., P., Coppersmith, K., J., 1984. Fault Behavior and Characteristic Earthquakes: Examples From the Wasatch and San Andreas Fault Zones. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 89, pp. 5681–5698</ref>.

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<ref>Bakun, W., H., Lindh, A., G., 1985. [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17739363/ The Parkfield, California, Earthquake Prediction Experimen]t. Science, 229, pp. 619–624</ref><ref>Bolt, 1999, pp. 221-222</ref>. 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<ref>Jackson, D., D., Kagan, Y., Y., 2006. [https://www.researchgate.net/publication/228922940_The_2004_Parkfield_Earthquake_the_1985_Prediction_and_Characteristic_Earthquakes_Lessons_for_the_Future The 2004 Parkfield earthquake, the 1985 prediction, and characteristic earthquakes: Lessons for the Future]. Bulletin of the Seismological Society of America, 96, pp. S397–S409</ref><ref>Bolt, 1999, p. 222</ref>.

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<ref>Ben Menahem, A., 1991. [https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/91JB01936 Four Thousand Years of Seismicity Along the Dead Sea Rift]. Journal of Geophisical Research, 96: pp. 20195-20216</ref>. 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 ===

המונח פער סייסמי מתייחס למקטע של העתק פעיל, אשר לא אירעה בו רעידת אדמה לאורך פרק זמן ארוך יחסית, בהשוואה למקטעים אחרים במערכת הטקטונית האזורית. עם זאת, כמה הנחות יסוד לגבי פערים סייסמיים התבררו לכאורה כשגויות. בדיקה מדוקדקת העלתה כי ייתכן שלא יהיה מידע על פערים סייסמיים אודות זמן ההתרחשות או גודל האירוע הגדול הבא באזור<ref>Lomnitz, C., Nava, A., 1983. The predictive value of seismic gaps. Bulletin of the Seismological Society of America, 73, pp. 1815–1824</ref>. לאחריה, בדיקות סטטיסטיות של תחזיות באזור האוקיינוס השקט, הראו שמודל הפער הסייסמי לא חזה רעידות אדמה גדולות<ref>,Yufang, R., David, J., D., Yan, Y. Kagan, 2003. [https://escholarship.org/content/qt9q47h699/qt9q47h699.pdf Seismic Gaps and Earthquakes]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 108 p. 2471</ref>. מחקר אחר הגיע למסקנה שתקופת שקט ארוכה לא מגדילה את פוטנציאל רעידת האדמה<ref></ref>.

=== אזהרת רעידת אדמה ===
נוסף על אלה, פותחו במהלך המאה ה-21 מערכות שמסוגלות לספק התרעה קצרת טווח של שניות, שעיקרון פעולתן הוא ניצול זמן "הנסיעה" של הגלים הסייסמיים מהמוקד לכל אתר ואתר, כך שככל שהאתר רחוק מהמוקד, כך ההתרעה תהיה ארוכה יותר<ref></ref>. אין מדובר כאן בחיזוי, אלא באזהרה (Warning) לאחר שרעידת האדמה התרחשה כבר במוקדהּ. המערכת מופעלת גם בישראל במוסדות חינוך רבים ובמרחב הציבורי<ref></ref>, ובמקומות אחרים בעולם<ref></ref>, במיוחד בקליפורניה, שם המערכת נבחנה בעת רעידת אדמה, והביאה לפתיחת תריסי הרמה בתחנות כיבוי אש, שניות בודדות בטרם הגיעו לתחנה הגלים ההרסניים<ref>Wurman, Gilead; Price, Michael J. 2014. Earthquake Warning Performance in Vallejo for the South Napa Quake. 2014 AGU Fall Meeting. San Francisco, CA (S33F–4937).</ref>.מפת חיזוי תאוצות קרקע מקסימליות עם הסתברות לחריגה של 2% ב-50 שנה.

== חיזוי העוצמה הסייסמית באתרים שונים ==
בעקבות הקשיים להגיע ליכולת חיזוי ממשית של רעידות אדמה, בין אם בחיזוי דטרמיניסטי ובין אם בחיזוי סטוכאסטי, קראו מדענים להתרכז בְּמחקר המנסה להגיע לחיזוי העוצמה הסייסמית בכל אתר או אזור נתונים. ממצאים מהסוג הזה יכולים לתרום באופן משמעותי לסוגיית בחירת אתרים להקמת תחנות כוח גרעיניות, סכרים, בתי חולים ולהכנת מפות עדכניות שיציגו את הסכנה הסייסמית <ref>Bolt, 1999. p. 195</ref> וכתוצאה מכך גם את הסיכון הסייסמי הצפוי. בארצות הברית פורסמו על ידי המכון הגאולוגי האמריקני מפות המציגות שיאי תאוצת הקרקע עם הסתברות של 10% להתרחש בתוך 50 שנה. עבור חלקים שונים של ארצות הברית, הפרויקט הלאומי למיפוי סייסמי פרסם בשנת 2008 מפות סיסמיות המציגות תאוצות שיא (כאחוז מכוח הכבידה) עם הסתברות של 2% לחרוג מהן בתוך 50 שנה. זוהי מפה המחמירה בהרבה מהמפות המציגות הסתברות של 10%. בניו זילנד הופצו בשנת 1986 שתי מפות קונטורים שתוחמות אזורים לפי זמן חזרה של התרחשות עוצמה סייסמית מדרגה VI ומעלה, ולפי העוצמה הסייסמית שקיימת הסתברות של 5% להתרחשותה בתוך 50 שנה<ref>Smith, 2004. p. 99</ref>.

== השלכות כלכליות וחברתיות של שיפור משמעותי ביכולת החיזוי ==
שיפור משמעותי עתידי ביכולת חיזוי רעידות אדמה תומן בחובו גם קשיים כלכליים וחברתיים, בצד היתרון של חיסכון בחיי אדם ונזק לרכוש. במקרה שמדידות סייסמולוגיות יצביעו על אפשרות ריאלית שרעידת אדמה הרסנית במגניטודה מסוימת תתרחש באזור מסוים בתוך תקופה קצרה יחסית (שנה למשל), והדבר יתפרסם כחלק ממדיניות השלטונות באזור. הקהילות באזורים המועדים להרס עלולות לסבול מבעיות חברתיות ובצניחה של הפעילות הכלכלית שם. עלייה משמעותית בביקוש לרכישת פוליסות ביטוח מתאימות, למשל, תייקר משמעותית את הפוליסות, וייתכן שאף תגרום להיעדר זמינותן. ערך נכסי הדלא ניידי יצנח, גם אם זמנית. עלות מיזמי הבנייה, החומרים והציוד הרלוונטי עלולים להאמיר, והיקף ההשקעות באזור עלול לצנוח וכך גם היקף התעסוקה וזמינות השירותים הציבוריים. זמינות המשכנתאות תהיה מוגבלת ביותר, ותיתכן תנועת הגירה אל מחוץ לאזור הצפוי להיפגע<ref>Bolt, 1999. pp. 200-202</ref>.

== ראו גם ==
* רעידת אדמה
* העתק
* סכנה וסיכון סייסמיים
* פער סייסמי
== ביאורים ==

== הערות שוליים ==

קטגוריה:סייסמולוגיה