Никто не может предсказать, когда и где произойдет землетрясение, но в 2011 году ученые думали, что у них есть доказательства того, что крошечные подземные толчки, называемые форшоками, могут дать важные подсказки. Если это правда, предполагается, что сейсмологи однажды смогут предупредить людей о надвигающихся землетрясениях.
Но новое исследование, опубликованное в онлайн-выпуске журнала Nature Geoscience от 4 июня учеными из Стэнфордского университета и Университета Боазичи в Турции, поставило под сомнение эти более ранние выводы и прогностическую ценность форшоков.
Предыдущее доказательство получено от 7. Землетрясение силой 6 баллов в 1999 году недалеко от Измита, Турция, унесшее жизни более 17 000 человек. Исследование, проведенное в 2011 году в журнале Science, показало, что смертоносному землетрясению предшествовала серия небольших форшоков - потенциальных предупреждающих знаков о неизбежности крупного сейсмического события.
«Мы вернулись к землетрясению в Измите и применили новые методы изучения сейсмических данных, которые не были доступны в 2011 году», - сказал ведущий автор Уильям Эллсуорт, профессор геофизики Стэнфордской школы Земли., Энергетика и науки об окружающей среде. «Мы обнаружили, что форшоки были такими же, как и другие небольшие землетрясения. В их возникновении не было ничего диагностического, что указывало бы на то, что вот-вот должно произойти крупное землетрясение».
«Мы все хотели бы найти научно обоснованный способ предупредить общественность до того, как начнется землетрясение», - сказал соавтор Фатих Булут, доцент геодезии в Обсерватории Кандилли Университета Босазичи и Институте исследований землетрясений..«К сожалению, наше исследование не вызывает нового оптимизма в отношении науки предсказания землетрясений».
Как начинаются землетрясения?
Ученые, в том числе Эллсуорт, предложили две идеи о том, как формируются сильные землетрясения, одна из которых, если ученые смогут их обнаружить, может предупредить о более сильном землетрясении.
«Примерно половине всех крупных землетрясений предшествуют более мелкие форшоки», - сказал Эллсворт. «Но форшоки имеют прогностическую ценность только в том случае, если их можно отличить от обычных землетрясений».
Одна идея, известная как каскадная модель, предполагает, что форшоки - это обычные землетрясения, которые распространяются вдоль разлома, одно землетрясение вызывает другое поблизости. Серия небольших каскадных землетрясений может случайным образом спровоцировать сильное землетрясение, но может так же легко и прекратиться. В этой модели серия небольших землетрясений не обязательно предсказывает сильное землетрясение.
"Это немного похоже на домино", - сказал Булут. «Если положить костяшки на стол случайным образом и опрокинуть одну, это может привести к падению второй или третьей, но цепочка может прерваться. Иногда вы попадаете в волшебную костяшку, из-за которой падает весь ряд».
Другая теория предполагает, что форшоки - это не обычные сейсмические события, а отчетливые сигналы надвигающегося землетрясения, вызванного медленным сдвигом разлома. В этой модели форшоки многократно разрывают одну и ту же часть разлома, заставляя его медленно сдвигаться и в конечном итоге вызывать сильное землетрясение.
В модели медленного скольжения повторяющиеся форшоки, исходящие из одного и того же места, могут быть ранними предупреждениями о приближающемся сильном землетрясении. Вопрос заключался в том, могут ли ученые обнаружить медленное скольжение, когда оно происходит, и отличить его от любой другой серии небольших землетрясений.
Ранее обучение
В 2011 году группа исследователей утверждала в журнале Science, что форшоки, предшествовавшие землетрясению 1999 года в Измите, были вызваны медленным проскальзыванием и могли быть обнаружены с помощью подходящего оборудования - первое свидетельство того, что форшоки могут быть полезны для предсказания крупного землетрясения. землетрясение.
«Этот результат оказал большое влияние на размышления о том, могут ли форшоки быть предсказательными», - сказал Эллсуорт.
Город Измит расположен на Северо-Анатолийском разломе, который простирается примерно на 900 миль (1500 километров) через Турцию. Для исследования 2011 года команда проанализировала данные с одной сейсмической станции в нескольких милях от эпицентра землетрясения, которые в конечном итоге записали сейсмограммы 18 форшоков, произошедших примерно в 9 милях (15 км) под поверхностью - очень близко к тому месту, где началось более сильное землетрясение. и каждый с похожими сигналами.
Эти сходства привели авторов к выводу, что все форшоки неоднократно происходили в одном и том же месте разлома, вызванные медленным сдвигом, который в конечном итоге вызвал сильное землетрясение. Они пришли к выводу, что мониторинг подобных событий может обеспечить своевременное предупреждение о неизбежности сильного землетрясения.
«В научной статье сделан вывод, что было много медленных проскальзываний, и если бы мы были там с нужными инструментами, мы могли бы их увидеть», - сказал Эллсворт. «Мы решили проверить идею о том, что форшоки были совмещены».
Эффект домино
Вместо того, чтобы полагаться на данные одной сейсмической станции, Эллсворт и Булут проанализировали сейсмограммы, зарегистрированные еще на девяти станциях во время землетрясения 1999 года.
Эллсуорт и Булут с большим количеством станций определили в общей сложности 26 форшоков. Ни один из них не был идентичным, а самые крупные из них постепенно перемещались с запада на восток вдоль разлома. Этот вывод согласуется с каскадной моделью, в которой обычное землетрясение вызывает другое землетрясение в соседней части разлома, но не обязательно предсказывает сильное землетрясение.
Булут и Эллсворт не нашли доказательств того, что медленное скольжение сыграло роль в возникновении Измитского землетрясения.
"Авторы статьи в Science были весьма оптимистичны, но то, что они предложили, не произошло", - сказал Эллсворт.
Чего исследователи не знают, так это того, почему эта серия каскадных форшоков вызвала сильное землетрясение, в то время как многие другие этого не делают. Эллсворт сказал, что без более совершенных сейсмических приборов такие важные проблемы, как наша способность прогнозировать землетрясения, останутся.
«Мы не отказываемся от форшоков только потому, что в настоящее время не можем отличить их от других землетрясений», - сказал Эллсворт. «Мы хотим понять, имеют ли они прогностическую ценность, а если нет, то почему. Чтобы ответить на этот вопрос, потребуются наблюдения, сделанные близко к месту действия, глубоко в сердце сейсмической машины, а не с поверхности, где мы сейчас это делаем». слепы к изменениям глубоко под землей."