Terremoti, reti e il delicato argomento della previsione dei terremoti

Uno degli obiettivi della ricerca sui terremoti è fornire allarmi in grado di mitigare gli effetti di un disastro. Attualmente questi tentativi sono limitati ad allarmi a lungo raggio che stimano il rischio di danni significativi in ​​un periodo di anni o decenni, e ad avvertimenti a brevissima distanza, dell'ordine di pochi secondi.

Ma gli avvisi di alta qualità che un terremoto è imminente nei prossimi giorni o settimane, un periodo che potrebbe consentire un'evacuazione su larga scala, sfuggono ancora agli scienziati del terremoto.

Può darsi che questo tipo di avvisi non sia possibile in linea di principio. Ma questo non ha impedito agli scienziati di cercare. Lo studio dei terremoti rivela tutti i tipi di schemi nascosti nel modo in cui si verificano. Gran parte di questo lavoro ha confrontato le proprietà di specifici terremoti, cose come la loro magnitudo e il tempo tra terremoti successivi.

Questo è stato gratificante, rivelando tutti i tipi di leggi di potere che governano cose come il numero di eventi di una grandezza specifica e la differenza tra lo shock principale e la sua più grande scossa di assestamento.

Ma nessuno di questi schemi si è ancora rivelato particolarmente utile per le previsioni sulla scala dei giorni o delle settimane. Forse, dicono gli ottimisti, tutto ciò che serve è un nuovo modo di pensare ai terremoti.

Oggi, Gene Stanley e gli amici della Boston University presentano proprio un nuovo approccio. Invece di studiare le proprietà dei singoli terremoti, questi ragazzi hanno confrontato i modelli dei terremoti in diverse località del Giappone. Quindi creano una rete in cui collegano posizioni con schemi simili (vedi immagine sopra).

Potrebbe rivelarsi un approccio potente. Uno dei motivi per cui la scienza dei terremoti è così complessa è che i terremoti futuri dipendono in modo cruciale dalla storia dei terremoti in quel luogo.

Per capire perché, una buona analogia è con gli incendi boschivi, che seguono anche una legge di potenza nella loro distribuzione delle dimensioni. È ovvio che la dimensione di un incendio boschivo non dipende dalla dimensione del fiammifero che lo accende. Invece, il modo in cui il fuoco si propaga è determinato in gran parte dalla rete di connessioni tra gli alberi. Se non c'è connessione, il fuoco non può diffondersi.

Quindi la dimensione di un incendio boschivo dipende in modo cruciale dalla storia della crescita degli alberi (qualcosa che potrebbe essere misurato in linea di principio ma non in pratica).

Molti sismologi ritengono che un processo simile spieghi la distribuzione delle dimensioni dei terremoti. Un terremoto diventa grande se, nel momento in cui inizia, la rete di faglie gli permette di diffondersi. Quindi la dimensione di un terremoto dipende dalla storia della rete di faglie.

Ma mentre questo approccio di rete ha rivoluzionato le idee su come si verificano i terremoti, ha fatto poco per la previsione dei terremoti sulla scala dei giorni.

Naturalmente, i sismologi hanno studiato a lungo se le regioni con un passato simile avranno un futuro simile. Nel linguaggio della fisica, questi ragazzi vogliono sapere se la serie temporale degli eventi nel passato è un predittore delle serie temporali nel futuro.

la risposta è un si deciso. Se vivi in ​​una regione che ha subito grandi terremoti in passato, allora è una buona scommessa che li otterrai in futuro. Tuttavia, i dati non consentono previsioni sulla scala che qui ci interessa.

Quello che Stanley e co hanno fatto è applicare un approccio di rete allo studio di queste serie temporali. Quindi hanno identificato le regioni del Giappone con storie di terremoti simili e poi hanno mappato come queste aree sono collegate geograficamente l'una all'altra.

Il risultato è una rete che riflette la struttura geografica della zona di faglia che descrive. Non è mai stato fatto prima di utilizzare la scienza della rete.

La domanda che solleva, ovviamente, è se un approccio di rete alle storie dei terremoti sarà più predittivo rispetto all'analisi tradizionale delle serie temporali.

Stanley e co hanno sollevato l'idea di migliorare la previsione dei terremoti all'inizio del loro articolo, ma evitano accuratamente di discutere l'impatto che il loro approccio potrebbe avere sulle previsioni dei terremoti.

È un'omissione che la dice lunga. Ma questo approccio può ancora aiutare a chiarire e rivelare altri segreti della scienza dei terremoti.

Rif: arxiv.org/abs/1105.3415 : Reti sismiche basate su modelli di attività simili

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