Deprem tahmini

Deprem tahmini, belirtilen sınırlar dahilinde gelecekteki depremlerin zamanının, yerinin ve büyüklüğünün belirtilmesiyle, ve özellikle "bir bölgede meydana gelecek sonraki şiddetli deprem için parametrelerin belirlenmesi" ilgilenen sismoloji bilim dalıdır. Depremi önden bildirmeyle, belirli bir alanda yıllar veya on yıllar boyunca hasar veren depremlerin sıklığı ve büyüklüğü de dahil olmak üzere genel deprem tehlikesinin olasılıksal değerlendirmesi olarak tanımlabilen deprem tahmini arasında bazen ayrım yapılır. Tüm bilim adamları "önceden bildirme" ile "tahmin"i birbirinden ayırmaz ancak bu ayrım yararlıdır.
Tahmin, deprem algılandığında etkilenebilecek komşu bölgelere saniyeler içinde gerçek zamanlı uyarı sağlayan deprem uyarı sistemi'nden ayrılır.
1970'lerde bilim adamları, depremleri tahmin etmek için pratik bir yöntemin yakında bulunacağı konusunda iyimserdi ancak 1990'larda devam eden tahminde başarısızlık birçok kişinin bunun mümkün olup olmadığını sorgulamasına neden oldu. Büyük depremlerin bariz bir şekilde başarılı tahminleri gerçekleşmemiştir ve birkaç başarı iddiası tartışmalıdır. Örneğin başarılı bir tahminin en ünlü iddiası 1975 Haicheng depremi için iddia edilen iddiadır. Daha sonraki bir çalışma, geçerli bir kısa vadeli tahmin olmadığını söyledi. Kapsamlı araştırmalar birçok olası deprem öncüsünü bildirmiştir ancak şimdiye kadar bu tür öncüler, önemli mekansal ve zamansal ölçeklerde güvenilir bir şekilde tanımlanmamıştır. Bilim camiasının bir kısmı, sismik olmayan öncüleri hesaba katarak ve bunları kapsamlı bir şekilde incelemek için yeterli kaynak sağlandığında tahminin mümkün olabileceğini kabul ederken, çoğu bilim insanı karamsar ve bazıları deprem tahmininin doğası gereği imkansız olduğunu savunur.
Deprem tahminlerinin değerlendirilmesi
Tahminler, rastgele şansın ötesinde başarılı oldukları gösterilebilirse anlamlı kabul edilir. Bu nedenle, istatistiksel hipotez testi yöntemleri, tahmin edilen gibi bir depremin yine de olma olasılığını belirlemek için kullanılır (Sıfır hipotez). Tahminler daha sonra gerçek depremlerle sıfır hipotezinden daha iyi korelasyon gösterip göstermediği test edilerek değerlendirilir.
Bununla birlikte, birçok durumda, deprem oluşumunun istatistiksel doğası basitçe homojen değildir. Kümelenme hem uzayda hem de zamanda gerçekleşir. Güney Kaliforniya'da M≥3,0 depremlerin yaklaşık %6'sını "5 gün ve 10 km içinde daha büyük bir deprem takip eder." Orta İtalya'da M≥3,0 depremlerin %9,5'ini 48 saat ve 30 km içinde daha büyük bir olay takip eder. Bu tür istatistikler, tahmin amaçları açısından tatmin edici olmamakla birlikte (her başarılı tahmin için on ila yirmi yanlış alarm verir) örneğin Poisson sürecinden gerçekleştirildiği gibi, depremlerin zaman içinde rastgele meydana geldiğini varsayan herhangi bir analiz sonuçlarını çarpıtacaklardır. Yalnızca kümelemeye dayalı "saf" bir yöntemin, depremlerin yaklaşık %5'ini başarıyla tahmin edebildiği ispatlanmıştır. Bu "'şans'tan çok daha iyi" dir.
Kısa vadeli tahminin amacı, acil durum önlemlerinin ölüm ve yıkımı azaltmak olduğundan, meydana gelen büyük bir deprem uyarısının verilmemesi veya en azından tehlikenin yeterli bir şekilde değerlendirilmemesi, yasal sorumluluğa veya hatta siyasi tasfiye ile sonuçlanabilir. Örneğin Çin Bilimler Akademisi üyelerinin "1976 yazında meydana gelen feci Tangshan depremiyle ilgili bilimsel tahminleri göz ardı ettikleri" için tasfiye edildiği raporlanmıştır.
2009'daki L'Aquila depreminin ardından, 2009 L'Aquila depremi'ni (yaklaşık 300 kişinin öldüğü) "öngöremedikleri", ciddi bir deprem "olmayacağına" ve bu nedenle önlem almaya gerek olmadığına dair halka "gereksiz güvence" vermekten - bir kurban bunu "uyuşturucu" olarak nitelendirmişti- İtalya'daki yedi bilim adamı ve teknisyen adam öldürmekten mahkum edildi ancak ceza fazla değildi. Ancak meydana gelmeyen bir deprem uyarısının yalnızca acil durum önlemlerinin maliyeti değil aynı zamanda sivil ve ekonomik aksama için debir maliyeti vardır. İptal edilen alarmlar da dahil olmak üzere yanlış alarmlar, gelecekteki uyarıların güvenilirliğini ve dolayısıyla etkinliğini de zayıflatır. 1999'da Çin'in "büyük sarsıntı tahminlerinin tetiklediği şehirlerin paniği ve kitlesel tahliyesini önlemek için 'yanlış' deprem uyarılarını ortadan kaldırmayı amaçlayan katı düzenlemeler" getirdiği bildirildi. Buna, "son üç yılda... hiçbiri doğru olmayan 30'dan fazla resmi olmayan deprem uyarısı" neden oldu. Kaçırılan depremler ve yanlış alarmlar arasındaki kabul edilebilir değiş tokuş, bu sonuçların toplumsal değerlendirmesine bağlıdır. Herhangi bir tahmin yöntemini değerlendirirken her ikisinin de oluşma oranı dikkate alınmalıdır.
Yunanistan'daki deprem tahmini araştırmasının maliyet-fayda oranına ilişkin 1997 tarihli bir çalışmada Stathis Stiros, (varsayımsal) mükemmel bir tahmin yönteminin bile sorgulanabilir sosyal fayda sağlayacağını öne sürdü, çünkü "kentsel merkezlerin organize bir şekilde boşaltılmasının başarılı olma olasılığı düşüktür", "panik ve diğer istenmeyen yan etkiler de beklenebilir." Depremlerin Yunanistan'da (ortalama olarak) yılda ondan daha az insanı öldürdüğünü ve bu ölümlerin çoğunun tanımlanabilir yapısal sorunları olan büyük binalarda meydana geldiğini buldu. Bu nedenle Stiros, çabaların güvenli olmayan binaların belirlenmesi ve iyileştirilmesine odaklanmanın çok daha uygun maliyetli olacağını belirtti. Yunanistan karayollarında ölenlerin sayısı yılda ortalama 2300'den fazla olduğundan, Yunanistan'ın deprem tahmini bütçesinin tamamı bunun yerine sokak ve otoyol güvenliği için kullanılsaydı daha fazla hayat kurtarılacağını savundu.
Tahmin yöntemleri
Deprem tahmini olgunlaşmamış bir bilimdirilk fiziksel ilkelerden yola çıkarak bir depremin başarılı bir şekilde tahmin edilmesine henüz yol açmadı. Bu nedenle, tahmin yöntemlerine yönelik araştırmalar, iki genel yaklaşımla ampirik analize odaklanır: ya depremlerin ayırt edici "öncüllerini" belirlemek, ya da sismisitede büyük bir depremden önce gelebilecek bir tür jeofizik "eğilim" veya model belirlemek. Öncü yöntemler, büyük ölçüde kısa vadeli deprem tahmini veya tahmini için olası faydalarından dolayı takip edilirken, 'trend' yöntemlerinin genellikle tahmin, uzun vadeli tahmin (10 ila 100 yıllık zaman ölçeği) veya orta vadeli tahmin için yararlı olduğu düşünülür (1 ila 10 yıllık zaman ölçeği).
Öncüller
Deprem habercisi, yaklaşan deprem için etkili uyarı verebilen anormal bir olgudur. Bunların raporları - genellikle ancak olaydan sonra böyle olduğu kabul edilse de - sayısı binlerle ifade edilir, bazıları antik çağa kadar uzanır. Bilimsel literatürde, aeronomi'den zoolojiye kadar geniş bir yelpazeyi kapsayan, kabaca yirmi farklı türde olası habercilere ilişkin yaklaşık 400 rapor vardır. Deprem tahmini açısından hiçbiri güvenilir bulunmadı.
1990'ın başlarında, Uluslararası Yerkürenin İç Sismolojisi ve Fiziği Derneği (IASPEI) Önemli Öncüllerin Ön Listesi için aday gösterilmesini istedi. Kırk aday gösterildi ve bunlardan beşi olası önemli haberciler olarak seçildi ve bunlardan ikisi tek bir gözleme dayalıydı.
Bilimsel literatürün eleştirel incelemesinden sonra, Uluslararası Sivil Koruma için Deprem Tahmini Komisyonu (ICEF) 2011'de "bu tür araştırmalarda metodolojik iyileştirmeler için önemli yer olduğu" sonucuna vardı. Özellikle birçok durumda, bildirilen habercilerin yüzdesi çelişkilidir, bir genlik ölçüsünden yoksundur veya genellikle titiz bir istatistiksel değerlendirme için uygun değildir. Yayınlanan sonuçlar pozitif sonuçlara yöneliktir ve bu nedenle yanlış negatiflerin oranı (deprem, ancak öncül sinyal yok) belirsizdir.
Hayvan davranışı
Bir deprem zaten başladıktan sonra, basınç dalgaları (P dalgası), daha fazla zarar veren kayma dalgalarından (S dalgası) iki kat daha hızlı hareket eder. Genellikle insanlar tarafından fark edilmeyen, bazı hayvanlar ana sarsıntıdan birkaç ila birkaç düzine saniye önce ulaşan küçük titreşimleri fark edip paniğe kapılabilir veya başka olağandışı davranışlar sergileyebilir. Sismograflar ayrıca P dalgalarını algılayabilir ve elektronik deprem uyarı sistemi tarafından zamanlama farkından yararlanılarak insanlara daha güvenli bir yere gitmeleri için birkaç saniye verebilir.
2018 itibarıyla mevcut olan ve 130'dan fazla türü kapsayan bilimsel çalışmaların gözden geçirilmesi, hayvanların depremleri saatler, günler veya haftalar öncesinden uyarabileceğini gösteren yetersiz kanıt buldu. İstatistiksel korelasyonlar, bildirilen bazı olağandışı hayvan davranışlarının, bazen büyük bir depremden önce gelen ve yeterince küçük olması halinde insanlar tarafından fark edilmeyebilecek daha küçük depremlerden (ön sarsıntılar kaynaklandığını öne sürer. Ön sarsıntılar ayrıca yeraltı suyu değişikliklerine veya hayvanlar tarafından tespit edilebilen gazların salınmasına neden olabilir. Ön sarsıntılar sismometreler tarafından da tespit edilir ve potansiyel belirleyiciler olarak uzun süredir çalışılır, ancak başarılı olunamaz (bakınız Deprem tahmini). Sismologlar, hayvanların hissedebileceği depremleri öngören orta vadeli fiziksel veya kimyasal değişikliklere dair kanıt bulamadılar.
Depremlerden önceki tuhaf hayvan davranışlarına dair anekdot raporları binlerce yıldır kaydedilmiştir. Bazı alışılmadık hayvan davranışları, yanlışlıkla yakın gelecekte deprem olacağına yorulabilir. flaş bellek etkisi, deprem gibi duygusal açıdan güçlü bir olayla ilişkilendirildiğinde önemsiz ayrıntıların daha akılda kalıcı ve daha anlamlı hale gelmesine neden olur. 2018 incelemesindeki bilimsel raporların büyük çoğunluğu bile, hayvanların gerçekleşmek üzere olan bir deprem "yokken" alışılmadık şekilde "hareket etmediğini" gösteren gözlemleri içermiyordu, bu da davranışın öngörücü olarak belirlenmediği anlamına geliyordu.
Hayvanların deprem tahminlerini araştıran çoğu araştırmacı Çin ve Japonya'dadır. Bilimsel gözlemlerin çoğu Yeni Zelanda'daki 2010 Canterbury depremi, Japonya'daki 1984 Otaki depremi ve İtalya'daki 2009 L'Aquila depremi'nden alınmıştır.
Manyetoreseptif olarak bilinen hayvanlar, bir depremden önce Dünya yüzeyine ulaşan ultra düşük frekans ve aşırı düşük frekans aralıklarındaki elektromanyetik dalgaları tespit edip garip davranışlar yapabilirler.
Bu elektromanyetik dalgalar ayrıca diğer hayvanların tespit edebileceği hava iyonlaşma, su oksidasyon ve olası su zehirlenmesine neden olabilir.
Genleşmedifüzyon
1970'lerde genleşme-yayılma hipotezi, olası deprem habercileri olarak görülen çeşitli doğa olaylarına fiziksel temel sağladığı için çok kabul görüyordu.
Laboratuvar deneylerinden elde edilen, yüksek gerilimli kristal kayanın hacminde sismik hız ve elektriksel direnç gibi diğer özelliklerinde değişikliklere neden olduğu değişiklik ya da genişleme, ve hatta topoğrafyanın büyük yükselişlerine neden olduğu "sağlam ve tekrarlanabilir kanıtlara" dayanıyordu. Bunun depremden hemen önce bir 'hazırlık aşamasında' gerçekleştiğine ve bu nedenle uygun izlemenin yaklaşan bir deprem konusunda uyarıda bulunabileceğine inanılıyordu.
Belirli bir bölgeden geçerken Vp/Vs olarak ifade edilen birincil ve ikincil sismik dalgaların bağıl hızlarındaki değişimlerin saptanması, 1973 Blue Mountain Lake (NY) ve 1974 Riverside (CA) depremini tahmin etmenin temelini oluşturdu. Bu tahminler gayri resmi ve hatta önemsiz olmasına rağmen, görünürdeki başarıları hem genişlemenin (ing: dilatancy) hem de hazırlık sürecinin varlığının doğrulanması olarak görüldü ve daha sonra doğru deprem tahmininin "pratik gerçekliğin eşiğinde olduğu" şeklinde "çılgınca aşırı iyimser ifadeler" denmelerine yol açtı.
Ancak, birçok çalışma bu sonuçları sorguladı ve hipotez sonunda zayıfladı. Sonraki çalışma, laboratuvar sonuçlarının gerçek dünyaya ölçeklendirilebileceği varsayımı da dahil olmak üzere, "büyük ölçüde dayandığı varsayımların geçerliliğiyle ilişkili birkaç nedenden dolayı başarısız olduğunu" gösterdi. Diğer bir faktör, kriterlerin geriye dönük seçiminin yanlılığıydı. Diğer çalışmalar dilatasyonun o kadar önemsiz olduğunu göstermiştir ki şu sonuca varmıştır:"Gelecekteki bir olayın olası büyüklüğünü gösteren büyük ölçekli bir 'hazırlık bölgesi' kavramı, Michelson-Morley deneyi'nde tespit edilemeyen eter kadar ruhani olmaya devam etmektedir."
Vp/Vs'deki değişiklikler
Vp, kayadan geçen sismik "P" (birincil veya basınç) dalgasının hızının simgesiyken, Vs ise "S" (ikincil veya kesme) dalgası hız sembolüdür. Küçük ölçekli laboratuvar deneyleri, Vp/Vs olarak temsil edilen bu iki hızın oranının kaya kırılma noktasına yakın olduğunda değiştiğini göstermiştir. 1970'lerde, Rus sismologları bir sonraki deprem bölgesinde bu tür değişiklikleri gözlemlediklerini (daha sonra göz ardı edildi.) rapor ettiklerinde, bu, olası bir atılım olarak kabul edildi. Bu etki ve diğer olası öncüler, kırılma noktasına yakın şekilde gerilmiş kayanın hafifçe genişlediğine (büyüdüğüne) yoruldu.
New York Eyaleti'ndeki Blue Mountain gölü yakınlarında bu doğa olayının incelenmesi 1973'te resmi olmasa da başarılı bir tahmine yol açtı ve 1974 Riverside (CA) depremini tahmin ettiği için kredilendirildi. Ancak bunu ek başarılar takip etmedi ve bu tahminlerin şans eseri olduğu öne sürüldü. Vp/Vs anomalisi, 1976'daki Los Angeles yakınlarında meydana gelmeyen M 5,5 ila 6,5 deprem tahmininin temeliydi.
Taş ocağı patlamalarına (daha kesin ve tekrarlanabilir) dayanan diğer araştırmalar, bu tür değişimler bulamadı, Kaliforniya'daki iki depremin analizi, bildirilen değişimlerin geriye dönük veri seçimi de dahil olmak üzere diğer faktörlerden kaynaklanma olasılığının daha yüksek olduğunu buldu. yaklaşık 1980'den beri önemli hız değişiklikleri raporlarının kesildiğini kaydetti.
Radon emisyonları
Çoğu kaya, normal atmosferik gazlardan izotopik olarak ayırt edilebilen az miktarda gaz içerir. Büyük bir depremden önce bu tür gazların konsantrasyonlarında ani artışlar olduğuna dair raporlar vardır; bu, sismik öncesi stres veya kayanın kırılması nedeniyle salınmaya atfedilmiştir. Bu gazlardan biri, çoğu kayada bulunan eser miktardaki uranyumun radyoaktif bozunmasıyla üretilen radon'dur.
Radon, potansiyel bir deprem tahmincisi olarak kullanışlıdır, çünkü radyoaktiftir ve bu nedenle kolayca tespit edilebilir, ve kısa yarılanma ömrü (3,8 gün) radon seviyelerini kısa süreli dalgalanmalara karşı duyarlı hale getirir. 2009'da yapılan bir inceleme, 1966'dan beri 86 depremden önce radon emisyonlarında 125 değişiklik raporu buldu. Ancak ICEF'in incelemesinde bulduğu gibi, bu değişikliklerin bağlantılı olduğu varsayılan depremler, aylar sonra, bin kilometre kadar uzakta ve tüm büyüklüklerdeydi. Bazı durumlarda, anomaliler uzak bir bölgede gözlemlenirken daha yakın bölgelerde gözlenmemiştir. ICEF "önemli bir ilişki" bulamadı.
Elektromanyetik anormallikler
Elektromanyetik bozulmalara ilişkin gözlemler ve bunların deprem başarısızlık sürecine atfedilmesi, 1755'teki 1755 Lizbon Depremi'ne kadar uzanır ancak 1960'ların ortalarından önceki bu tür gözlemlerin tümü, kullanılan aletler fiziksel harekete duyarlı olduğu için geçersizdir. O zamandan beri, çeşitli anormal elektriksel, elektrik-dirençli ve manyetik fenomenler, depremlerden önce gelen öncül stres ve gerinim değişikliklerine atfedildi, bu da güvenilir bir deprem habercisi bulma umutlarını artırdı. Bir avuç araştırmacı, bu tür fenomenlerin nasıl üretilebileceğine dair her iki teoriyle de dikkat çekmiş olsa da, bu tür fenomenleri bir depremden önce gözlemlediklerini iddia etse de, bu tür fenomenlerin hiçbirinin gerçek bir öncü olduğu gösterilmemiştir. Uluslararası Sivil Koruma için Deprem Tahmini Komisyonu (ICEF) tarafından 2011 yılında yapılan bir inceleme, "en inandırıcı" elektromanyetik habercilerin, 1989 Loma Prieta depreminden önce kaydedilen Corralitos olayı gibi ultra düşük frekans manyetik anormallikler olduğunu buldu (aşağıda ele alınmıştır).
Ancak artık gözlemin bir sistem arızası olduğuna inanılıyor. Yakından izlenen 2004 Parkfield depremiyle ilgili çalışma, herhangi bir türde haberci elektromanyetik sinyale dair hiçbir kanıt bulamadı; daha fazla çalışma, büyüklüğü 5'ten küçük olan depremlerin önemli geçici sinyaller üretmediğini gösterdi. ICEF, yararlı haberciler arayışının başarısız olduğunu düşündü.
VAN sismik elektrik sinyalleri
Elektromanyetik öncünün en çok bahsedilen ve en çok eleştirilen iddiası, Atina Üniversitesi'nin fizik profesörlerinin Panayotis Varotsos, Kessar Alexopoulos ve Konstantine Nomicos (VAN) VAN yöntemi'dir. 1981 tarihli bir makalede, "Sismik Elektrik Sinyalleri" (SES) dedikleri jeoelektrik voltajlarını ölçerek depremleri tahmin edebileceklerini iddia ettiler.
1984'te, SES ile depremler arasında "bire bir örtüşme" olduğunu iddia ettiler - yani "her büyük EQ'dan önce bir SES gelir ve tersine her SES'i her zaman büyüklüğü ve merkez üssü güvenilir şekilde tahmin edilebilen EQ takip eder ". depremden 6 ila 115 saat önce görünen SES. Yöntemlerinin kanıtı olarak bir dizi başarılı tahminde bulundular.
Raporları "bazıları tarafından büyük bir buluş olarak düşünülse de", sismologlar arasında "genel bir şüphecilik dalgası" ile karşılandı. 1996 yılında, Geophysical Research Letters dergisine gönderilen bir VAN makalesi, geniş bir eleştirmen grubu tarafından benzeri görülmemiş bir kamu hakem değerlendirmesine tabi tutuldu ve makale ve incelemeler özel bir sayıda yayınlandı; inceleyenlerin çoğunluğu VAN yöntemlerinin kusurlu olduğunu buldu. Aynı yıl bazı müdürler arasında kamuoyuna açık tartışmada ek eleştiriler gündeme geldi.
Birincil eleştiri, yöntemin jeofizik olarak mantıksız ve bilimsel olarak sağlam olmadığıydı. Ek itirazlar arasında, iddia edilen bire bir deprem ve SES ilişkisinin kanıtlanabilir yanlışlığı, gerçek depremlerden gözlemlenen herhangi bir sinyalden daha güçlü sinyaller üreten bir öncül sürecin olası olmaması ve sinyallerin çok güçlü bir şekilde insan yapımı olmasıydı.
Yunanistan'da daha fazla çalışma, SES benzeri "anormal geçici elektrik sinyallerini" belirli insan kaynaklarına kadar takip etti ve bu tür sinyallerin, VAN tarafından SES'i tanımlamak için kullanılan kriterler tarafından dışlanmadığını buldu. İstatistiksel fiziğin modern yöntemlerini, yani eğilimsiz dalgalanma analizi (DFA), multifraktal DFA ve dalgacık dönüşümü kullanarak yapılan daha yakın tarihli çalışmalar, SES'in insan yapımı kaynaklar tarafından üretilen sinyallerden açıkça ayırt edildiğini ortaya koydu.
VAN yönteminin geçerliliği ve dolayısıyla SES'in öngörücü önemi, öncelikle kanıtlanmış öngörü başarısının ampirik iddiasına dayanıyordu. VAN yönteminde çok sayıda zayıflık ortaya çıkarıldı ve 2011'de Uluslararası Sivil Koruma için Deprem Tahmini Komisyonu, VAN tarafından iddia edilen tahmin yeteneğinin doğrulanamayacağı sonucuna vardı. Çoğu sismolog VAN'ın "yankılanarak çürütüldüğünü" düşünüyor. Öte yandan, "Encyclopedia of Solid Earth Geophysics: "Encyclopedia of Earth Sciences Series" (Springer 2011) bölümünün "Deprem Öncüleri ve Tahmini" bölümü (özetinden hemen önce) şöyle biter: "yakın zamanda, yeni tanıtılan bir zaman alanı olan "doğal zaman"da zaman serisini analiz ederek, kritik duruma yaklaşımın açıkça tanımlanabileceği gösterilmiştir.[Sarlis et al. 2008]. Bu şekilde, VAN tahmininin bildirim süresini (ing: lead time) yalnızca birkaç güne indirmeyi başarmış görünüyorlar. [Uyeda and Kamogawa 2008]. Bu, sismik verilerin SES verileriyle birleştirildiğinde kısa vadeli öncüllerde inanılmaz bir rol oynayabileceği anlamına gelir".
2001'den beri VAN grubu, öncüllerinin analizine uygulanan "doğal zaman" adını verdikleri kavramı tanıttı. Başlangıçta onları gürültü sinyalinden ayırmak ve olası bir depremle ilişkilendirmek için SES'e uygulanır. Doğrulama durumunda ("SES faaliyeti" olarak sınıflandırma), tahminin zaman parametresini iyileştirmek için SES faaliyeti ile ilişkili alanın sonraki genel depremselliğine doğal zaman analizi ayrıca uygulanır. Yöntem, deprem başlangıcını kritik olay olarak ele alır. 2020'de güncellenen VAN yönteminin gözden geçirilmesi çok sayıda yanlış pozitiften muzdarip olduğunu ve bu nedenle bir tahmin protokolü olarak kullanılamayacağını söyler. VAN grubu, belirli bir akıl yürütmede yanlış anlamaları saptayarak yanıt verdi.
Corralitos anomalisi
Muhtemelen şimdiye kadarki en ünlü sismo-elektromanyetik olay ve olası bir deprem öncüsünün en sık alıntılanan örneklerinden biri, 1989 Corralitos anomalisidir. 1989 Loma Prieta depremi'nden bir ay önce, Corralitos, Kaliforniya'da bir manyetometre ile ultra düşük frekanslarda dünyanın manyetik alanının ölçümü yaklaşan depremin merkez üssünden sadece 7 km uzaklıkta genlikte anormal artışlar göstermeye başladı.
Depremden sadece üç saat önce, ölçümler normalden yaklaşık otuz kat daha fazla yükseldi ve depremden sonra genlikler azaldı. Bu tür genlikler, iki yıllık operasyonda veya 54 km uzakta bulunan benzer bir cihazda görülmemişti. Pek çok insan için zaman ve mekanda bu kadar bariz bir konum, depremle bir bağlantı olduğunu düşündürdü.
Daha sonra kuzey ve güney Kaliforniya'da ek manyetometreler konuşlandırıldı ancak on yıl ve birkaç büyük depremden sonra benzer sinyaller gözlemlenmedi. Daha yeni araştırmalar, Corralitos sinyallerini ilgisiz manyetik bozulmaya veya daha da basit bir şekilde sensör sistemi arızasına bağlayarak bağlantı konusunda şüphe uyandırdı.
Freund fiziği
Friedemann Freund, kristal fizik araştırmalarında, kaya yoğun stres altındaysa, kayaya gömülü su moleküllerinin iyonlara ayrışabileceğini buldu. Ortaya çıkan yük taşıyıcılar, belirli koşullar altında pil akımları üretebilir. Freund, bu akımların elektromanyetik radyasyon, deprem ışıkları ve iyonosferdeki plazma bozuklukları gibi deprem habercilerinden sorumlu olabileceğini öne sürdü. Bu tür akımların ve etkileşimlerin incelenmesi "Freund fiziği" olarak bilinir.
Çoğu sismolog, Freund'un stres kaynaklı sinyallerin tespit edilebileceği ve haberci olarak kullanılabileceği yönündeki önerisini birkaç nedenden dolayı reddeder. İlk olarak, büyük bir depremden önce gerilimin hızla birikmediğine inanılır ve bu nedenle büyük akımların hızla oluşmasını beklemek için hiçbir neden yoktur. İkinci olarak, sismologlar, gelişmiş enstrümantasyon kullanarak istatistiksel olarak güvenilir elektriksel öncüleri kapsamlı bir şekilde aradılar ve bu tür öncüleri tespit edemediler. Ve üçüncüsü, yer kabuğundaki su, üretilen herhangi bir akımın yüzeye ulaşmadan önce emilmesine neden olur.
İyonosferin günlük döngüsünün bozulması
İyonosfer genellikle gündüz D katmanını oluştururken geceleri bu katman plazma gaza dönüşürken kaybolur. Geceleyin, iyonosferin F katmanı, D katmanından daha yüksek irtifada oluşmaya devam eder. F katmanı bu dalgaları Dünya'ya geri yansıtırken geceleyin (gökyüzü dalgası yayılımı) 10 MHz'e kadar alçak HF radyo frekansları için dalga kılavuzu oluşturulur. D tabakası bu dalgaları emdiği için gün boyunca gökyüzü dalgası kaybolur.
Yerkabuğundaki tektonik baskıların, Dünya yüzeyine ulaşan ve iyonosferi etkileyen elektrik yük dalgalarına neden olduğu iddia edilmektedir. İyonosferin günlük döngüsünün ULF kayıtları, olağan döngünün sığ, güçlü bir depremden birkaç gün önce bozulabileceğini gösterir. Bozulma olduğunda ya D tabakasının gün içinde kaybolarak iyonosfer yükselmesine ve gökyüzü dalgası oluşumuna neden olduğu ya da D tabakasının gece ortaya çıkarak iyonosferin alçalmasına ve dolayısıyla gökyüzü dalgasının yokluğuna neden olduğu gözlemlenir.
Beklenen zemin sıcaklığı sapmasının uydu gözlemi
Tektonik gerilmelerin hareketliliğini tespit etmenin bir yolu, kabuğun yüzeyinde uydular ile ölçülen yerel yüksek sıcaklıkları belirlemektir. Değerlendirirken, fayın daha büyük alanındaki eğilimlerin yoğunlaşması görselleştirilmeden önce, atmosferik bozulmalar ve insan faaliyetlerinden kaynaklanan günlük değişim ve gürültü arka planı kaldırılır. Bu yöntem 1995 yılından beri deneysel olarak uygulanmaktadır.
NASA'dan Friedmann Freund, fenomeni açıklamaya yönelik daha yeni bir yaklaşımla, uydular tarafından yakalanan kızılötesi radyasyon kabuğun yüzey sıcaklığındaki gerçek artıştan kaynaklanmadığını öne sürdü.
Bu versiyona göre emisyon, Saniyede 200 metre hızla yer kabuğunun en derin katmanlarından yüzeyine hareket eden pozitif yük taşıyıcıların (delikler) kimyasal olarak yeniden bağlanmasında oluşan kuantum uyarılmasının sonucudur. Elektrik yükü, deprem zamanı yaklaştıkça artan tektonik gerilmelerin bir sonucu olarak ortaya çıkar. Bu emisyon, çok büyük olaylar için yüzeysel olarak 500 x 500 kilometre kareye kadar uzanır ve depremden hemen sonra durur.
Eğilimler
Yaklaşan bir depremin habercisi olabilecek anormal doğa olaylarını izlemek yerine, depremleri tahmin etmeye yönelik diğer yaklaşımlar, depreme yol açan eğilimleri veya kalıpları arar. Bu eğilimler karmaşık olabileceğinden ve birçok değişkeni içerebileceğinden, bunları anlamak için genellikle gelişmiş istatistiksel tekniklere ihtiyaç duyulur, bu nedenle bunlara bazen istatistiksel yöntemler denir. Bu yaklaşımlar ayrıca daha olasılıksal olma ve daha uzun zaman dilimlerine sahip olma eğilimindedir ve bu nedenle deprem tahminiyle birleşir.
Tahmin
2016'da önerilen deprem tahmini, 2001'de tanıtılan doğal zamana dayalı sismolojik sistemin mevcut dinamik durumunun tahminidir. Gelecekteki bir olayın olasılığı tahmin etmeyi amaçlayan tahminden farklıdır ancak aynı zamanda tahmin için potansiyel bir temel olarak kabul edilir.
Şimdiki tahmin hesaplamaları, mevcut sismik ilerleme seviyesinin tahmini olan "deprem potansiyel skorunu" üretir. Tipik uygulamalar şunlardır: büyük küresel depremler ve tsunamiler,, artçı sarsıntılar ve tetiklenen depremsellik, gaz sahalarında tetiklenen sismiklik, küresel mega şehirler için sismik risk, büyük küresel depremlerin kümelenmesinin incelenmesi, vb.
Elastik geri tepme
En sert kaya bile tam olarak katı değildir. Büyük bir kuvvet verildiğinde (örneğin, birbirinin yanından geçen iki muazzam tektonik plaka arasında olduğu gibi), yer kabuğu bükülecek veya deforme olacaktır. elastik geri tepme teorisine göre, sonunda deformasyon (gerilme) yeterince büyük hale gelir ve genellikle mevcut fayda bir şeyler kırılır. Kırılma boyunca kayma (deprem), her iki taraftaki kayanın daha az deforme olmuş bir duruma geri dönmesini sağlar. Bu süreçte enerji, sismik dalgalar da dahil olmak üzere çeşitli biçimlerde salınır. Elastik deformasyonda biriken ve ani bir geri tepme ile salınan tektonik kuvvet döngüsü daha sonra tekrarlanır. Tek bir depremden kaynaklanan yer değiştirme bir metreden az ile yaklaşık 10 metre arasında değiştiğinden (M 8 depremi için), yüzlerce millik büyük doğrultu atımlı yer değiştirmelerin kanıtlanmış varlığı, uzun devam eden deprem döngüsünün varlığını gösterir.
Karakteristik depremler
En çok çalışılan deprem fayları (Nankai megathrust, Wasatch fayı ve San Andreas Fay Hattı gibi) farklı bölümlere sahip görünmektedir. Karakteristik deprem modeli, depremlerin genellikle bu bölümler içinde sınırlandırıldığını varsayar. Segmentlerin uzunlukları ve diğer özellikleri sabit olduğundan, tüm fayı parçalayan depremlerin benzer özelliklere sahip olması gerekir. Bunlar, maksimum büyüklüğü (kopmanın uzunluğu ile sınırlıdır) ve fay segmentini kırmak için gereken birikmiş gerinim miktarını içerir. Sürekli plaka hareketleri gerinimin sabit bir şekilde birikmesine neden olduğundan, belirli bir bölümdeki sismik aktiviteye, biraz düzenli aralıklarla tekrar eden benzer özelliklere sahip depremler hakim olmalıdır. Belirli bir fay segmenti için, bu karakteristik depremlerin tanımlanması ve tekrarlanma oranlarının zamanlaması (veya tersine Yineleme aralığı) bu nedenle bir sonraki kopuş hakkında bizi bilgilendirmelidir; Bu, genellikle sismik tehlikenin tahmininde kullanılan yaklaşımdır. UCERF3, Kaliforniya eyaleti için hazırlanmış bu tür bir tahminin dikkate değer bir örneğidir. Geri dönüş dönemleri, siklonlar ve seller gibi diğer nadir olayların tahminleri için de kullanılır ve gelecekteki frekansının bugüne kadar gözlemlenen sıklığa benzer olacağını varsayar.
Karakteristik depremler fikri Parkfield tahmininin temeliydi: 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 ve 1966'daki oldukça benzer depremler, her 21,9 yılda bir ±3,1 yıl standart sapmayla bir kırılma modeli önerdi. 1966 olayından çıkarım, 1988 civarında veya en geç 1993'ten önce (%95 güven aralığında) bir deprem tahminine yol açtı. Böyle bir yöntemin cazibesi, tahminin tamamen, sözde bilinmeyen ve muhtemelen bilinemeyecek deprem fiziği ve fay parametrelerini açıklayan eğilimden türetilmiş olmasıdır. Bununla birlikte, Parkfield örneğinde, tahmin edilen deprem, on yıl geç olan 2004 yılına kadar gerçekleşmedi. Bu, Parkfield'daki depremlerin yarı-periyodik olduğu iddiasını ciddi şekilde çürütüyor ve bireysel olayların diğer açılardan yeterince farklı olduğunu öne sürerek, bunların belirgin ortak özellikleri olup olmadığını sorgular.
Parkfield tahmini'nin başarısız olması, karakteristik deprem modelinin kendisinin geçerliliği konusunda şüphe uyandırdı. Bazı araştırmalar, depremlerin bölümler içinde sınırlandırıldığı temel varsayım da dahil olmak üzere çeşitli varsayımları sorguladı ve "karakteristik depremlerin" seçim yanlılığının ve sismolojik kayıtların kısalığının (deprem döngülerine göre) bir ürünü olabileceğini öne sürdü. Diğer araştırmalar, fayın yaşı gibi diğer faktörlerin dikkate alınması gerekip gerekmediğini değerlendirdi.
Deprem kırılmalarının daha genel olarak bir segment içinde mi (sıklıkla görüldüğü gibi) sınırlandırıldığı veya segment sınırlarını aştığı (ayrıca görüldüğü) deprem tehlikesi derecesi üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir: birden çok segmentin kırıldığı yerlerde depremler daha büyüktür, ancak daha fazla gerilimi hafifletirken daha az sıklıkta meydana gelirler.
Sismik boşluklar
İki tektonik plakanın birbirinin yanından kaydığı temas noktasında, (uzun vadede) hiçbiri geride kalmayacağından, her bölüm sonunda kaymak zorundadır. Ancak hepsi aynı anda kaymaz; farklı bölümler, gerinim (deformasyon) birikimi ve ani geri tepme döngüsünün farklı aşamalarında olacaktır. Sismik boşluk modelinde, "bir sonraki büyük deprem", son depremselliğin gerilimi hafiflettiği segmentlerde değil, giderilmemiş gerilimin en büyük olduğu aradaki boşluklarda beklenmelidir. Bu modelin sezgisel bir çekiciliği var; uzun vadeli tahminlerde kullanılır ve 1979 ve 19891991'de bir dizi Pasifik çevresi (Pasifik Kıyıları) tahmininin temelini oluşturur.
Bununla birlikte, sismik boşluklarla ilgili bazı temel varsayımların artık yanlış olduğu bilinmektedir. Yakın bir inceleme, "sismik boşluklarda, bölgedeki bir sonraki büyük olayın meydana gelme zamanı veya büyüklüğü hakkında hiçbir bilgi olmayabileceğini" öne sürer; Pasifik çevresi tahminlerinin istatistiksel testleri, sismik boşluk modelinin " büyük depremleri iyi tahmin etmediğini gösterir". Başka bir çalışma, uzun bir sessiz dönemin deprem potansiyelini artırmadığı sonucuna varmıştır.
Sismik modeller
Depremleri tahmin etmek için buluşsal türetilmiş çeşitli algoritmalar geliştirilmiştir. Muhtemelen en yaygın olarak bilineni, Vladimir Keilis-Borok liderliğinde geliştirilen M8 algoritma ailesidir (RTP yöntemi dahil). M8, daha küçük depremlerin belirli modellerini gözlemledikten sonra, belirli büyüklükteki büyük bir deprem için "Artan Olasılık Süresi" (İPUCU) alarmı verir. TIPler genellikle beş yıla kadar geniş alanları (bin kilometreye kadar) kapsar. Bu tür büyük parametreler, M8'i tartışmalı hale getirdi, çünkü meydana gelen isabetlerin ustaca tahmin edilip edilmediğini veya yalnızca şansın sonucu olup olmadığını belirlemek zordur.
2003 San Simeon ve Hokkaido depremleri bir TIP içinde meydana geldiğinde M8 büyük ilgi gördü. 1999'da Keilis-Borok'un grubu, dünya çapındaki büyük depremler göz önüne alındığında, M8 ve MSc modellerini kullanarak istatistiksel olarak anlamlı orta vadeli sonuçlar elde ettiklerine dair bir iddiayı yayınladı. Bununla birlikte, Geller ve arkadaşları 30 yıldan daha kısa herhangi bir dönem için tahmin iddialarına şüpheyle yaklaşmaktadır.
2004'te Güney Kaliforniya'da meydana gelen bir M 6.4 depremi için geniş çapta duyurulan bir TIP ve daha az bilinen diğer iki TIP yerine getirilmedi. 2008'de RTP yöntemiyle ilgili derinlemesine bir çalışma, yaklaşık yirmi alarmdan yalnızca ikisinin isabet olarak kabul edilebileceğini (ve bunlardan birinin her halükarda %60 gerçekleşme şansı olduğunu) buldu. "RTP'nin, depremselliğin tarihsel oranlarına dayanan saf bir tahmin yönteminden önemli ölçüde farklı olmadığı" sonucuna vardı.
Kırılmaya kadar geçen süre analizi veya hızlanan sismik moment salınımı (ASMR) olarak da bilinen Hızlanan moment salınımı (AMR, "moment" sismik enerjinin bir ölçümüdür),: büyük bir depremden önceki ön şok aktivitesinin yalnızca artmakla kalmayıp üstel bir oranda arttığına dair gözlemlere dayanır.
Başka bir deyişle, kümülatif ön şok sayısının grafiği, ana şoktan hemen önce daha da dikleşir.
tarafından denenebilir bir hipoteze dönüştürülen ve bir dizi olumlu raporun ardından, AMR birkaç soruna rağmen umut verici görünüyordu. Bilinen sorunlar arasında tüm konumlar ve olaylar için tespit edilememe ve eğrinin son noktası dikleştiğinde doğru bir oluşum zamanını tahmin etmenin zorluğu yer alır. Ancak titiz testler, belirgin AMR eğilimlerinin büyük olasılıkla veri uydurmanın nasıl yapıldığından kaynaklandığını, ve depremlerin uzay-zamansal kümelenmesini hesaba katmamayı göstermiştir. AMR eğilimleri bu nedenle istatistiksel olarak önemsizdir. AMR'ye olan ilgi (hakem değerlendirmesinden geçmiş makale sayısına göre değerlendirilmiştir) 2004'ten beri azaldı.
Makine öğrenimi
Rouet-Leduc ve ark. (2019), fay kırılmasını tahmin eden fay bölgelerinden yayılan bir sinyali tanımlayabilen akustik zaman serisi verileri üzerinde bir regresyonu rastgele orman başarıyla doğrulttuğunu bildirdi. Rouet-Leduc ve ark. (2019), daha önce istatistiksel gürültü olduğu varsayılan tanımlanmış sinyalin, bir kayma olayı sırasında ani salınımından önce artan enerji emisyonunu yansıttığını öne sürdü. Rouet-Leduc ve ark. (2019), yaklaşımlarının fay kırılma sürelerini sınırlayabileceğini ve diğer bilinmeyen sinyallerin tanımlanmasına yol açabileceğini öne sürdü. En yıkıcı depremlerin nadir olması nedeniyle, temsili verilerin elde edilmesi sorunlu olmaya devam etmektedir. Yanıt olarak, Rouet-Leduc ve ark. (2019), daha ileri araştırmalar ilgili sismik modellerin daha küçük depremlerde benzer olduğunu gösterdiğinden, modellerinin yıkıcı depremlerden elde edilen veriler üzerinde eğitilmesi gerekmeyeceğini tahmin ettiler.
Derin öğrenme, deprem tahminine de uygulandı. Bath kanunu ve Omori kanunu deprem artçı şoklarının büyüklüğünü ve bunların zamanla değişen özelliklerini açıklasa da, "artçı şokların mekansal dağılımının" tahmini açık bir araştırma problemi olmaya devam etmektedir. Theano ve TensorFlow yazılım kitaplıklarını kullanarak, DeVries ve ark. (2018), deprem artçı şoklarının uzamsal dağılımlarının tahmininde önceden oluşturulmuş Coulomb kırılma stres değişimi metodolojisinden daha yüksek doğruluk elde eden bir sinir ağı eğitti. Özellikle, DeVries ve ark. (2018), modellerinin "alıcı düzlem yönü veya geometrisi hakkında varsayımlar" yapmadığını ve kayma gerilimindeki değişikliği, "gerilme-değişim tensörünün bağımsız bileşenlerinin mutlak değerlerinin toplamı"nı ve von Mises akma kriterini ağır şekilde yüklediğini bildirdi. DeVries ve ark. (2018), modellerinin bu fiziksel niceliklere dayanmasının, "sismik döngünün en aktif kısmı sırasında deprem tetiklemesini kontrol edebileceklerini" gösterdiğini öne sürdü. Doğrulama testi için DeVries ve ark. (2018), pozitif eğitim deprem verisi örneklerinin %10'unu ve rastgele seçilen eşit miktarda negatif örneği ayırdı.
Arnaud Mignan ve Marco Broccardo benzer şekilde yapay sinir ağlarının deprem tahminine uygulanmasını analiz ettiler. Bir literatür incelemesinde, yapay sinir ağlarını kullanan deprem tahmini araştırmasının, alana olan ilginin artmasıyla birlikte daha karmaşık modellere yöneldiğini buldular. Ayrıca, kayda değer başarı oranlarına sahip deprem tahmininde kullanılan sinir ağlarının performans açısından daha basit modellerle eşleştirildiğini de buldular. "Deprem kataloglarının yapılandırılmış, tablo halindeki doğasının" şeffaf makine öğrenimi modellerini yapay sinir ağlarından daha cazip hale getirdiğini yazarak, sinir ağlarının depremleri tahmin etmesi için uygun verilerin elde edilmesi konularına da değindiler.
EMP kaynaklı depremsellik
Yüksek enerjili elektromanyetik darbeler, EMP üreteçlerinin yaymasından sonraki 26 gün içinde depremlere neden olabilir. Takip eden depremsellik dinamikleri normalden çok daha düzenli göründüğünden, güçlü EM etkilerinin sismikliği kontrol edebileceği öne sürüldü.
Not listesi