Žemės drebėjimai, tinklai ir sudėtinga žemės drebėjimo prognozavimo tema

Vienas iš žemės drebėjimo tyrimų tikslų yra pateikti įspėjimus, kurie gali sušvelninti nelaimės padarinius. Šiuo metu šie bandymai apsiriboja tolimo nuotolio perspėjimais, kurie įvertina didelės žalos riziką per metus ar dešimtmečius, ir labai trumpo nuotolio įspėjimais, maždaug per kelias sekundes.

Tačiau aukštos kokybės įspėjimai, kad artimiausiomis dienomis ar savaitėmis gresia drebėjimas – laikotarpis, per kurį gali būti galima atlikti didelio masto evakuaciją – žemės drebėjimo mokslininkai vis dar nepastebi.

Gali būti, kad tokie įspėjimai iš esmės neįmanomi. Tačiau tai nesutrukdė mokslininkams ieškoti. Žemės drebėjimų tyrimas atskleidžia visų rūšių paslėptus jų atsiradimo būdus. Daugelyje šio darbo buvo palygintos pačių konkrečių žemės drebėjimų savybės, pvz., jų stiprumas ir laikas tarp nuoseklių drebėjimų.

Tai buvo naudinga ir atskleidė įvairius galios dėsnius, reguliuojančius tokius dalykus kaip konkretaus masto įvykių skaičius ir skirtumas tarp pagrindinio ir didžiausio posūkio.

Tačiau nė vienas iš šių modelių dar nepasirodė ypač naudingas prognozuojant dienų ar savaičių skalę. Galbūt, sako optimistai, tereikia naujo būdo galvoti apie žemės drebėjimus.

Šiandien Gene Stanley ir draugai iš Bostono universiteto pristato būtent tokį naują požiūrį. Užuot tyrinėję atskirų žemės drebėjimų savybes, šie vaikinai palygino drebėjimų modelius skirtingose ​​Japonijos vietose. Tada jie sukuria tinklą, kuriame susieja panašių modelių vietas (žr. paveikslėlį aukščiau).

Tai gali pasirodyti galingas požiūris. Viena iš priežasčių, kodėl žemės drebėjimų mokslas yra toks sudėtingas, yra ta, kad būsimi drebėjimai labai priklauso nuo drebėjimų toje vietoje istorijos.

Norint suprasti, kodėl, gera analogija yra su miškų gaisrais, kurių dydžio pasiskirstymas taip pat atitinka galios dėsnį. Akivaizdu, kad miško gaisro dydis nepriklauso nuo jį sukėlusio degtuko dydžio. Vietoj to, ugnies plitimo būdą daugiausia lemia jungčių tarp medžių tinklas. Jei nėra ryšio, ugnis negali plisti.

Taigi miško gaisro dydis labai priklauso nuo medžių augimo istorijos (to, ką būtų galima išmatuoti iš esmės, bet ne praktiškai).

Daugelis seismologų mano, kad panašus procesas paaiškina žemės drebėjimų pasiskirstymą pagal dydį. Žemės drebėjimas tampa didelis, jei tuo metu, kai jis prasideda, lūžių tinklas leidžia jam plisti. Taigi žemės drebėjimo dydis priklauso nuo gedimų tinklo istorijos.

Tačiau nors šis tinklo metodas iš esmės pakeitė idėjas apie tai, kaip vyksta žemės drebėjimai, jis mažai padėjo nuspėti žemės drebėjimus dienų mastu.

Žinoma, seismologai jau seniai tyrinėjo, ar panašią praeitį turintys regionai turės panašią ateitį. Kalbant fizikos kalba, šie vaikinai nori sužinoti, ar praeities įvykių laiko eilutė yra ateities laiko eilučių prognozė.

Atsakymas yra kvalifikuotas „taip“. Jei gyvenate regione, kuriame praeityje buvo patirti didelių žemės drebėjimų, tikėtina, kad jų sulauksite ir ateityje. Tačiau duomenys neleidžia prognozuoti tokio masto, koks mus domina.

Stanley ir bendradarbiai taikė tinklo metodą šių laiko eilučių tyrimui. Taigi jie nustatė Japonijos regionus su panašiomis žemės drebėjimų istorijomis, o tada nubrėžė, kaip šios sritys yra tarpusavyje susijusios geografiškai.

Rezultatas yra tinklas, atspindintis aprašomos gedimo zonos geografinę struktūrą. To niekada nebuvo padaryta prieš naudojant tinklo mokslą.

Žinoma, kyla klausimas, ar tinklo požiūris į žemės drebėjimų istorijas bus labiau nuspėjamas nei tradicinė laiko eilučių analizė.

Stanley ir bendradarbiai iškelia idėją pagerinti žemės drebėjimų prognozes savo straipsnyje, tačiau jie uoliai vengia aptarinėti, kokį poveikį jų požiūris gali turėti žemės drebėjimo prognozėms.

Tai praleidimas, kuris daug ką pasako. Tačiau šis požiūris vis tiek gali padėti išsiaiškinti ir atskleisti kitas žemės drebėjimų mokslo paslaptis.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1105.3415 : Žemės drebėjimų tinklai, pagrįsti panašiais veiklos modeliais

paslėpti