Die "kritischen Punkte" der Vorhersage von Erdbeben
Es wurde eine neue Entdeckung gemacht, die uns helfen sollte, das komplexe Phänomen "Erdbeben" besser zu verstehen. Ein Physiker an der Universitat Autònoma de Barcelona, Spanien, hat herausgefunden, dass die Struktur des Wiederauftretens von Erdbeben, das heißt das Zeitintervall zwischen aufeinander folgenden Beben, der räumlichen Struktur physikalischer Systeme ähnelt, wenn diese die Phase in den "kritischen Punkten" ändern. Die Forschungsarbeiten unter der Leitung von Álvaro Corral sind in der Fachzeitschrift "Physical Review Letters" veröffentlicht und zeigen, dass das Zeitintervall zwischen aufeinander folgenden Erdbeben von der Zeit abhängt, die zwischen früheren Erdbeben verstrichen ist. Obwohl dies von der Verfügbarkeit von Statistiken abhängt, kann die Entdeckung zur Verbesserung der Risikobewertung beitragen. Beispiele für kritische Phänomene in der Natur umfassen bei der Veränderung des Zustands von Wasser den Übergang von flüssiger in Gasform und, wenn ein Magnet am kritischen Punkt ist, den Verlust seines Magnetismus aufgrund hoher Temperaturen. Im zweiten Beispiel zeigt der Magnet eine Eigenschaft, die als "Selbstähnlichkeit quer durch alle Maßstäbe" bekannt ist und nur zu dem Zeitpunkt existiert, zu dem er seinen Zustand ändert. Wenn die Temperatur unter dem kritischen Punkt ist, sind die mikroskopischen Magnete, die die Magnetfelder bilden, gut angeordnet und zeigen größtenteils in dieselbe Richtung. Wenn die Temperatur über den kritischen Punkt steigt, wird alles chaotisch, jeder mikroskopische Magnet zeigt in eine zufällige Richtung und es gibt kein globales Magnetfeld. Wenn die Temperatur am kritischen Punkt, am Grenzwert, angelangt ist, sind die mikroskopischen Magnete, die in dieselbe Richtung zeigen, in kleinen Clustern zusammengefasst. Beim Heranzoomen und der Betrachtung eines kleineren Bereichs ist zu erkennen, dass diese Cluster tatsächlich in Cluster von Clustern zusammengefasst sind, und jedes Mal, beim Wegzoomen zur Betrachtung eines größeren Bereichs passiert dasselbe. Diese Eigenschaft ist als Selbstähnlichkeit quer durch alle Maßstäbe bekannt. Es gibt verschiedene Arten von Selbstähnlichkeit: exakte Selbstähnlichkeit tritt normalerweise nur in mathematisch definierten Kurven auf, wo die normalen Realitäten oder Beschränkungen zu Strukturen der physikalischen Welt nicht gelten. Ein weitaus häufigerer Typ der Selbstähnlichkeit ist eine annähernde Selbstähnlichkeit. Bei Betrachtung des Objekts in verschiedenen Maßstäben sind Strukturen zu sehen, die erkennbar ähnlich, aber nicht exakt gleich sind. Diese Art der Selbstähnlichkeit ist bei Farnblättern zu finden: hier tritt Selbstähnlichkeit auf, ist aber auf einen bestimmten Bereich und ein paar diskrete Maßstäbe beschränkt. Schließlich ist die Selbstähnlichkeit manchmal visuell nicht offensichtlich, aber es kann numerische oder statistische Maße geben, die quer durch die Maßstäbe beibehalten werden. Dies ist die Art der Selbstähnlichkeit, die von den Forschern der UAB entdeckt wurde: Selbstähnlichkeit bei verschiedenen Maßstäben, die in den Zeitintervallen zwischen Erdbeben auftreten. Diese Entdeckung bedeutet, dass es bei der Erfassung der verschiedenen Erdbeben, die sich während eines langen Zeitraums in einer bestimmten Region ereignet haben, möglich ist, zu sehen, dass sie gruppiert werden können. Noch überraschender ist, dass bei der Betrachtung eines längeren Zeitraums die Gruppen von Erdbeben selbst ebenfalls in größeren Clustern zusammengefasst sind. Dies gilt für jeden Zeitraum, für Erdbeben jeder Größenordnung, egal wo sie sich in der Welt ereignen. Dies hat grundlegende Auswirkungen in Bezug auf die Art von Phänomen, die Erdbeben darstellen. Anstatt als chaotisch, wie man denken könnte, können wir sie als kritisch betrachten. Dr. Corral bestätigte: "Für die Existenz dieser Selbstähnlichkeitsstruktur muss die Rolle der Wechselbeziehungen zwischen Erdbeben sehr wichtig sein. Das Intervall zwischen Erdbeben muss auf sehr bestimmte Weise von den früheren Erdbeben abhängig sein." Dr. Corral betont, dass diese Abhängigkeit nicht deterministisch ist. Das heißt, dass seine Theorie keine Vorhersagen dazu erlaubt, wann Erdbeben auftreten werden, aber die klare statistische Abhängigkeit kann sicherlich dazu beitragen, die Risikobewertung zu verbessern.
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