Sejsmologowie wydobywają schematy do prognozowania trzęsień ziemi
Hiszpańscy naukowcy odkryli, że zanim trzęsienie ziemi nawiedzi Półwysep Iberyjski można wykryć specyficzne schematy w zachowaniu sejsmicznym. Badania, których wyniki zaprezentowano w czasopiśmie Expert Systems with Applications, mogą okazać się kluczowe dla naukowców starających się ustalić, kiedy wystąpi trzęsienie ziemi. Zespół przyznaje jednak, że szanse na przewidzenie trzęsienia ziemi ze 100% dokładnością są nikłe. Wyniki badań opierają się na danych uzyskanych z Instituto Geográfico Nacional, a konkretnie danych 4.017 trzęsień ziemi o sile od 3 do 7 stopni w skali Richtera, których epicentrum znajdowało się na Półwyspie Iberyjskim lub w jego okolicach w latach 1978-2007. Naukowcy z Universidad Pablo de Olavide (UPO) i Universidad de Sevilla wykorzystali techniki klastrowania do oceny rozmaitych, średnich i dużych ruchów sejsmicznych w określonych okolicznościach. "Dzięki zastosowaniu technik matematycznych odkryliśmy schematy w występowaniu średnich i dużych trzęsień ziemi, to jest trzęsień powyżej 4,4 stopnia w skali Richtera" - wyjaśnia Francisco Mart¡nez Álvarez z UPO, jeden z autorów artykułu. Zastosowanie technik klastrowania danych pozwoliło naukowcom odkryć podobieństwa i schematy, które dały im lepsze wskazówki dotyczące czasu wystąpienia trzęsienia ziemi. Sejsmologowie skoncentrowali swoje badania na dwóch regionach, z których pochodzi większość informacji, tj. Morze Alborańskie i region uskoku Zachodnie Azory-Gibraltar. Skoncentrowali się na trzech kluczowych elementach: wielkości ruchu sejsmicznego; czasie, jaki upłynął od ostatniego trzęsienia ziemi; oraz zmianie parametru, zwanego wartością b, między kolejnymi trzęsieniami ziemi. Wartość b odzwierciedla tektonikę analizowanego regionu. W skrócie wysoka wartość b oznacza, że trzęsienia ziemi są w większości małych rozmiarów, a grunt ma niski poziom oporności. Niska wartość b wskazuje na stosunkowo równą liczbę małych i dużych ruchów sejsmicznych, sugerując, że grunt ma wyższą oporność. "Odkryliśmy ścisłą zależność między trzęsieniami ziemi a parametrem b, odnotowując wskaźnik dokładności na poziomie ponad 80%" - mówi Antonio Morales Esteban z Universidad de Sevilla, współautor artykułu. "Po przeprowadzeniu obliczeń, jeśli pojawiają się okoliczności i sekwencje, które są wedle naszych ustaleń zapowiedzią zdarzenia, uzyskujemy znaczące prawdopodobieństwo sukcesu." Naukowcy twierdzą, że technika umożliwia dwa typy prognoz - wrażliwości i specyficzności. Wrażliwość to prawdopodobieństwo wystąpienia trzęsienia ziemi po wykrytych schematach wystąpienia, a specyficzność to prawdopodobieństwo nie wystąpienia trzęsienia, kiedy nie pojawi się żaden schemat. Zespół ustalił dla regionu Morza Alborańskiego wrażliwość na poziomie 90% i specyficzność na poziomie 82,56% oraz odpowiednio 79,31% i 90,38% dla uskoku Zachodnie Azory-Gibraltar. Uzyskane przez naukowców wyniki pokazują, że szansa wystąpienia trzęsienia ziemi w tych regionach bezpośrednio po wystąpieniu schematów (wysoka wrażliwość) jest duża oraz, że w przeważającej mierze trzęsienia występują jedynie w następstwie schematów sejsmicznych (wysoka specyficzność). Ponadto naukowcy wykorzystują własne algorytmy do oceny tych samych danych. Algorytmy opierają się na "zasadach asocjacji", które są alternatywnymi metodami matematycznymi wykorzystywanymi do ustalania powszechnych zdarzeń lub takich, które spełniają określone warunki w ramach zestawu zdarzeń. "Wyniki są obiecujące, aczkolwiek nie sądzę, abyśmy mogli stwierdzić, że jesteśmy w stanie przewidzieć trzęsienie ziemi ze 100% dokładnością" - mówi dr Mart¡nez Álvarez.
Kraje
Hiszpania
