Erdbebenvorhersage - Earthquake prediction

Die Erdbebenvorhersage ist ein Zweig der Wissenschaft der Seismologie, der sich mit der Spezifikation von Zeit, Ort und Stärke zukünftiger Erdbeben innerhalb festgelegter Grenzen befasst, und insbesondere mit der "Bestimmung von Parametern für das nächste starke Erdbeben, das in einer Region auftritt. Erdbebenvorhersage ist manchmal von Erdbebenvorhersagen unterschieden werden, die als probabilistische Bewertung der allgemeinen Erdbebengefahr definiert werden können, einschließlich der Häufigkeit und Stärke von schädlichen Erdbeben in einem bestimmten Gebiet über Jahre oder Jahrzehnte.Nicht alle Wissenschaftler unterscheiden "Vorhersage" und "Vorhersage", aber es ist nützlich und wird in diesem Artikel behandelt.

Die Vorhersage kann weiter von Erdbebenwarnsystemen unterschieden werden , die bei Erkennung eines Erdbebens in Sekundenschnelle benachbarte Regionen warnen, die betroffen sein könnten.

In den 1970er Jahren waren Wissenschaftler optimistisch, dass bald eine praktikable Methode zur Vorhersage von Erdbeben gefunden werden würde, aber in den 1990er Jahren führte das anhaltende Versagen dazu, dass viele in Frage stellten, ob dies überhaupt möglich ist. Nachweislich erfolgreiche Vorhersagen großer Erdbeben sind nicht eingetreten und die wenigen Erfolgsaussagen sind umstritten. Zum Beispiel ist die bekannteste Behauptung einer erfolgreichen Vorhersage die des Erdbebens von Haicheng von 1975 . Eine spätere Studie sagte, dass es keine gültige kurzfristige Vorhersage gab. Umfangreiche Recherchen haben viele mögliche Vorläufer von Erdbeben gemeldet, aber bisher wurden solche Vorläufer nicht zuverlässig über signifikante räumliche und zeitliche Skalen identifiziert. Während ein Teil der wissenschaftlichen Gemeinschaft der Ansicht ist, dass Vorhersagen möglich sein könnten, wenn man nicht-seismische Vorläufer berücksichtigt und genügend Ressourcen zur Verfügung stellt, um sie umfassend zu untersuchen, sind die meisten Wissenschaftler pessimistisch und einige behaupten, dass die Vorhersage von Erdbeben von Natur aus unmöglich ist.

Bewertung von Erdbebenvorhersagen

Vorhersagen werden als signifikant erachtet, wenn sie sich über den Zufall hinaus als erfolgreich erwiesen haben. Daher werden Methoden der statistischen Hypothesenprüfung verwendet, um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass ein Erdbeben, wie es vorhergesagt wird, trotzdem eintreten würde (die Nullhypothese ). Die Vorhersagen werden dann ausgewertet, indem geprüft wird, ob sie besser mit tatsächlichen Erdbeben korrelieren als die Nullhypothese.

In vielen Fällen ist die statistische Natur der Erdbebenereignisse jedoch nicht einfach homogen. Clusterbildung findet sowohl in Raum als auch in Zeit statt. In Südkalifornien werden etwa 6% der M≥3,0-Erdbeben „von einem Erdbeben größerer Stärke innerhalb von 5 Tagen und 10 km gefolgt“. In Mittelitalien folgt auf 9,5% der M≥3,0-Erdbeben ein größeres Ereignis innerhalb von 48 Stunden und 30 km. Während solche Statistiken für Vorhersagezwecke nicht zufriedenstellend sind (wobei zehn bis zwanzig Fehlalarme für jede erfolgreiche Vorhersage ausgegeben werden), verzerren sie die Ergebnisse jeder Analyse, die davon ausgeht, dass Erdbeben zeitlich zufällig auftreten, beispielsweise wie durch einen Poisson-Prozess realisiert . Es hat sich gezeigt, dass eine "naive" Methode, die ausschließlich auf Clustering basiert, etwa 5 % der Erdbeben erfolgreich vorhersagen kann; "viel besser als 'Zufall'".

Das Dilemma: Alarmieren? oder Nicht zu alarmieren? Es wird davon ausgegangen, dass neben den Behörden auch die Öffentlichkeit gewarnt wird.

Da der Zweck der kurzfristigen Vorhersage darin besteht, Notfallmaßnahmen zur Reduzierung von Tod und Zerstörung zu ermöglichen, kann eine Nichtwarnung vor einem eintretenden größeren Erdbeben oder zumindest eine angemessene Bewertung der Gefahr eine rechtliche Haftung nach sich ziehen oder sogar politische Säuberung. Zum Beispiel wurde berichtet, dass Mitglieder der Chinesischen Akademie der Wissenschaften bereinigt wurden, weil sie "wissenschaftliche Vorhersagen des verheerenden Erdbebens von Tangshan im Sommer 1976 ignoriert hatten". Nach dem Erdbeben von L'Aquila von 2009 wurden sieben Wissenschaftler und Techniker in Italien wegen Totschlags verurteilt, aber nicht so sehr, weil sie das Erdbeben von L'Aquila 2009 (bei dem etwa 300 Menschen starben) nicht vorhergesagt hatten , sondern weil sie der Bevölkerung unangemessene Zusicherungen gegeben hatten – ein Opfer nannte es "Anästhesie" – dass es kein schweres Erdbeben geben würde und daher keine Vorkehrungen getroffen werden müssten. Aber auch die Warnung vor einem nicht eintretenden Erdbeben verursacht Kosten: nicht nur die Kosten der Notmaßnahmen selbst, sondern auch zivile und wirtschaftliche Störungen. Auch Fehlalarme, einschließlich abgebrochener Alarme, untergraben die Glaubwürdigkeit und damit die Wirksamkeit zukünftiger Warnungen. Im Jahr 1999 wurde berichtet, dass China "strenge Vorschriften einführte, um 'falsche' Erdbebenwarnungen auszumerzen, um Panik und Massenevakuierungen von Städten zu verhindern, die durch Vorhersagen großer Erdbeben ausgelöst werden". Anlass dafür waren „mehr als 30 inoffizielle Erdbebenwarnungen … in den letzten drei Jahren, von denen keine zutreffend war“. Der akzeptable Kompromiss zwischen verpassten Beben und Fehlalarmen hängt von der gesellschaftlichen Bewertung dieser Ergebnisse ab. Die Häufigkeit des Auftretens von beiden muss bei der Bewertung einer Vorhersagemethode berücksichtigt werden.

In einer 1997 durchgeführten Studie zum Kosten-Nutzen-Verhältnis der Erdbebenvorhersageforschung in Griechenland schlug Stathis Stiros vor, dass selbst eine (hypothetische) exzellente Vorhersagemethode von fragwürdigem gesellschaftlichem Nutzen wäre, da "eine organisierte Evakuierung von städtischen Zentren wahrscheinlich nicht erfolgreich durchgeführt werden kann". , während "auch Panik und andere unerwünschte Nebenwirkungen zu erwarten sind." Er stellte fest, dass in Griechenland (durchschnittlich) weniger als zehn Menschen pro Jahr durch Erdbeben getötet werden und dass die meisten dieser Todesfälle in großen Gebäuden mit erkennbaren strukturellen Problemen aufgetreten sind. Daher erklärte Stiros, dass es viel kosteneffektiver wäre, die Bemühungen auf die Identifizierung und Modernisierung unsicherer Gebäude zu konzentrieren. Da die Zahl der Todesopfer auf griechischen Autobahnen im Durchschnitt mehr als 2300 pro Jahr beträgt, argumentierte er, dass auch mehr Menschenleben gerettet würden, wenn Griechenlands gesamtes Budget für die Erdbebenvorhersage stattdessen für die Straßen- und Autobahnsicherheit verwendet worden wäre.

Vorhersagemethoden

Die Vorhersage von Erdbeben ist eine unausgereifte Wissenschaft – sie hat noch nicht zu einer erfolgreichen Vorhersage eines Erdbebens anhand der ersten physikalischen Prinzipien geführt. Die Erforschung von Vorhersagemethoden konzentriert sich daher auf empirische Analysen mit zwei allgemeinen Ansätzen: entweder die Identifizierung charakteristischer Vorläufer von Erdbeben oder die Identifizierung einer Art geophysikalischer Trends oder Muster in der Seismizität, die einem großen Erdbeben vorausgehen könnten. Vorläufermethoden werden hauptsächlich wegen ihres potenziellen Nutzens für die kurzfristige Vorhersage oder Vorhersage von Erdbeben verfolgt, während "Trend"-Methoden im Allgemeinen für Vorhersagen, langfristige Vorhersagen (10 bis 100 Jahre Zeitskala) oder mittelfristige Vorhersagen (1 bis 10 Jahre Zeitskala).

Vorläufer

Ein Erdbebenvorläufer ist ein anormales Phänomen, das wirksam vor einem bevorstehenden Erdbeben warnen kann. Berichte über diese – obwohl allgemein erst nach dem Ereignis als solche erkannt – zählen zu Tausenden, einige stammen aus der Antike. In der wissenschaftlichen Literatur gibt es etwa 400 Berichte über mögliche Vorläufer von etwa zwanzig verschiedenen Typen, die von der Aeronomie bis zur Zoologie reichen . Keine hat sich für die Zwecke der Erdbebenvorhersage als zuverlässig erwiesen.

Anfang 1990 bat die IASPEI um Nominierungen für eine vorläufige Liste bedeutender Vorläufer. Vierzig Nominierungen wurden gemacht, von denen fünf als mögliche bedeutende Vorläufer ausgewählt wurden, wobei zwei davon auf jeweils einer einzigen Beobachtung beruhten.

Nach einer kritischen Durchsicht der wissenschaftlichen Literatur stellte die Internationale Kommission für Erdbebenvorhersage im Bevölkerungsschutz (ICEF) 2011 fest, dass "erheblicher Raum für methodische Verbesserungen bei dieser Art von Forschung" bestehe. Insbesondere sind viele Fälle von gemeldeten Vorläufern widersprüchlich, es fehlt ein Amplitudenmaß oder sie sind im Allgemeinen für eine strenge statistische Auswertung ungeeignet. Die veröffentlichten Ergebnisse sind in Richtung positiver Ergebnisse verzerrt, sodass die Rate falsch negativer Ergebnisse (Erdbeben, aber kein Vorläufersignal) unklar ist.

Tierverhalten

Nachdem ein Erdbeben bereits begonnen hat, breiten sich Druckwellen ( P-Wellen ) doppelt so schnell aus wie die schädlicheren Scherwellen ( S-Wellen ). Normalerweise nicht von Menschen bemerkt, können einige Tiere die kleineren Vibrationen bemerken, die einige bis einige Dutzend Sekunden vor dem Hauptzittern eintreffen, und werden alarmiert oder zeigen ein anderes ungewöhnliches Verhalten. Seismometer können auch P-Wellen erkennen, und der Zeitunterschied wird von elektronischen Erdbebenwarnsystemen ausgenutzt , um den Menschen einige Sekunden Zeit zu geben, um sich an einen sichereren Ort zu bewegen.

Eine Überprüfung der im Jahr 2018 verfügbaren wissenschaftlichen Studien zu über 130 Arten ergab keine ausreichenden Beweise dafür, dass Tiere Stunden, Tage oder Wochen im Voraus vor Erdbeben warnen könnten. Statistische Korrelationen deuten darauf hin, dass einige berichtete ungewöhnliche Tierverhalten auf kleinere Erdbeben ( Vorbeben ) zurückzuführen sind, die manchmal einem großen Beben vorausgehen, das, wenn es klein genug ist, von den Menschen unbemerkt bleiben kann. Vorbeben können auch Grundwasserveränderungen verursachen oder Gase freisetzen, die von Tieren entdeckt werden können. Vorbeben werden auch von Seismometern erkannt und seit langem als potenzielle Prädiktoren untersucht, jedoch ohne Erfolg (siehe #Seismizitätsmuster ). Seismologen haben keine Hinweise auf mittelfristige physikalische oder chemische Veränderungen gefunden, die Erdbeben vorhersagen, die Tiere möglicherweise wahrnehmen.

Anekdotische Berichte über seltsames Tierverhalten vor Erdbeben werden seit Tausenden von Jahren aufgezeichnet. Einige ungewöhnliche Tierverhalten können fälschlicherweise einem Erdbeben in der nahen Zukunft zugeschrieben werden. Der Flashbulb-Memory- Effekt bewirkt, dass unauffällige Details einprägsamer und bedeutsamer werden, wenn sie mit einem emotional starken Ereignis wie einem Erdbeben in Verbindung gebracht werden. Selbst die überwiegende Mehrheit der wissenschaftlichen Berichte in der Überprüfung von 2018 enthielt keine Beobachtungen, die zeigten, dass Tiere sich nicht ungewöhnlich verhalten haben, wenn kein Erdbeben bevorstand, was bedeutet, dass das Verhalten nicht als vorhersagbar erwiesen wurde.

Die meisten Forscher, die die Vorhersage von Erdbeben durch Tiere untersuchen, befinden sich in China und Japan. Die meisten wissenschaftlichen Beobachtungen stammen aus dem Erdbeben von Canterbury 2010 in Neuseeland, dem Erdbeben von Otaki 1984 in Japan und dem Erdbeben von L'Aquila 2009 in Italien.

Tiere, von denen bekannt ist, dass sie magnetorezeptiv sind, könnten in der Lage sein, elektromagnetische Wellen im ultraniedrigen und extrem niedrigen Frequenzbereich zu erkennen , die die Erdoberfläche vor einem Erdbeben erreichen und ein seltsames Verhalten verursachen. Diese elektromagnetischen Wellen könnten auch Luftionisation , Wasseroxidation und mögliche Wasservergiftung verursachen, die andere Tiere erkennen könnten.

Dilatanz–Diffusion

In den 1970er Jahren galt die Dilatanz-Diffusions-Hypothese als physikalische Grundlage für verschiedene Phänomene, die als mögliche Vorläufer von Erdbeben angesehen wurden. Es basierte auf "festen und wiederholbaren Beweisen" aus Laborexperimenten, dass hochbelastetes kristallines Gestein eine Volumenänderung oder Dilatanz erfuhr , die Änderungen anderer Eigenschaften wie der seismischen Geschwindigkeit und des spezifischen elektrischen Widerstands und sogar großräumige Erhebungen der Topographie verursacht . Dies geschah in einer „Vorbereitungsphase“ kurz vor dem Erdbeben, so dass eine geeignete Überwachung vor einem drohenden Beben warnen könnte.

Die Erkennung von Variationen der relativen Geschwindigkeiten der primären und sekundären seismischen Wellen – ausgedrückt als Vp/Vs – beim Durchqueren einer bestimmten Zone war die Grundlage für die Vorhersage der Beben 1973 Blue Mountain Lake (NY) und 1974 Riverside (CA). Obwohl diese Vorhersagen informell und sogar trivial waren, wurde ihr scheinbarer Erfolg als Bestätigung sowohl der Dilatanz als auch der Existenz eines vorbereitenden Prozesses angesehen, was später zu „wild überoptimistischen Aussagen“ führte, dass eine erfolgreiche Erdbebenvorhersage „auf der Rand der praktischen Realität."

Viele Studien stellten diese Ergebnisse jedoch in Frage, und die Hypothese verkümmerte schließlich. Nachfolgende Studien zeigten, dass es "aus mehreren Gründen fehlgeschlagen ist, die größtenteils mit der Gültigkeit der Annahmen zusammenhängen, auf denen es beruhte", einschließlich der Annahme, dass Laborergebnisse auf die reale Welt skaliert werden können. Ein weiterer Faktor war die Verzerrung der retrospektiven Auswahl der Kriterien. Andere Studien haben gezeigt, dass die Dilatanz so vernachlässigbar ist, dass Main et al. 2012 schlussfolgerte: "Das Konzept einer großräumigen 'Vorbereitungszone', die das wahrscheinliche Ausmaß eines zukünftigen Ereignisses anzeigt, bleibt so ätherisch wie der Äther, der im Michelson-Morley- Experiment unentdeckt blieb ."

Änderungen von V p /V s

V p ist das Symbol für die Geschwindigkeit einer seismischen "P" (Primär- oder Druckwelle) durch Gestein, während V s das Symbol für die Geschwindigkeit der "S" (Sekundär- oder Scherwelle) ist. Laborexperimente im kleinen Maßstab haben gezeigt, dass sich das Verhältnis dieser beiden Geschwindigkeiten – dargestellt als V p / V s – ändert, wenn sich das Gestein nahe der Bruchstelle befindet. In den 1970er Jahren galt es als wahrscheinlicher Durchbruch, als russische Seismologen über die Beobachtung solcher Veränderungen (später verworfen) in der Region eines nachfolgenden Erdbebens berichteten. Dieser Effekt sowie andere mögliche Vorläufer wurden der Dilatanz zugeschrieben, bei der sich Gestein, das bis nahe an seine Bruchstelle belastet ist, leicht ausdehnt (dehnt).

Die Untersuchung dieses Phänomens in der Nähe des Blue Mountain Lake im Bundesstaat New York führte 1973 zu einer erfolgreichen, wenn auch informellen Vorhersage, und es wurde ihm zugeschrieben, das Beben von Riverside (CA) 1974 vorherzusagen. Es folgten jedoch keine weiteren Erfolge, und es wurde vermutet, dass diese Vorhersagen ein Zufall waren. Eine V p / V s -Anomalie war die Grundlage einer 1976er Vorhersage eines Erdbebens von M 5,5 bis 6,5 in der Nähe von Los Angeles, das nicht auftrat. Andere Studien, die sich auf Steinbruchsprengungen (genauer und wiederholbar) stützten, fanden keine solchen Variationen, während eine Analyse von zwei Erdbeben in Kalifornien ergab, dass die berichteten Variationen eher durch andere Faktoren verursacht wurden, einschließlich einer retrospektiven Auswahl von Daten. Geller (1997) stellte fest, dass seit etwa 1980 keine Berichte über signifikante Geschwindigkeitsänderungen vorliegen.

Radon-Emissionen

Die meisten Gesteine ​​enthalten geringe Mengen an Gasen, die isotopenisch von den normalen atmosphärischen Gasen unterschieden werden können. Es gibt Berichte über Spitzen in der Konzentration solcher Gase vor einem großen Erdbeben; dies wurde auf Freisetzungen aufgrund von vorseismischen Spannungen oder Bruch des Gesteins zurückgeführt. Eines dieser Gase ist Radon , das durch radioaktiven Zerfall der Spuren von Uran entsteht, die in den meisten Gesteinen vorhanden sind.

Radon ist als potenzieller Erdbeben-Prädiktor nützlich, da es radioaktiv und daher leicht nachweisbar ist und seine kurze Halbwertszeit (3,8 Tage) den Radonspiegel empfindlich gegenüber kurzfristigen Schwankungen macht. Eine Überprüfung aus dem Jahr 2009 ergab 125 Berichte über Änderungen der Radonemissionen vor 86 Erdbeben seit 1966. Aber wie die ICEF in ihrer Überprüfung feststellte, waren die Erdbeben, mit denen diese Änderungen angeblich verbunden sind, Monate später und überhaupt bis zu tausend Kilometer entfernt Größenordnungen. In einigen Fällen wurden die Anomalien an einem entfernten Ort beobachtet, jedoch nicht an einem näheren Ort. Die ICEF fand "keine signifikante Korrelation".

Elektromagnetische Anomalien

Beobachtungen elektromagnetischer Störungen und deren Zuschreibung auf den Versagensprozess des Erdbebens reichen bis zum großen Erdbeben von Lissabon von 1755 zurück, aber praktisch alle derartigen Beobachtungen vor Mitte der 1960er Jahre sind ungültig, da die verwendeten Instrumente empfindlich auf physikalische Bewegungen reagierten. Seitdem wurden verschiedene anomale elektrische, elektrisch-resistive und magnetische Phänomene auf Vorläufer-Spannungs- und Dehnungsänderungen, die Erdbeben vorausgehen, zugeschrieben, was die Hoffnung aufkommen lässt, einen zuverlässigen Erdbebenvorläufer zu finden. Während eine Handvoll Forscher mit beiden Theorien über die Entstehung solcher Phänomene viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen haben, behaupteten sie, solche Phänomene vor einem Erdbeben beobachtet zu haben, aber kein solches Phänomen hat sich als tatsächlicher Vorläufer erwiesen.

A 2011 Überprüfung durch die Internationale Kommission für Erdbebenvorhersagen für den Katastrophenschutz (ICEF) fand den „überzeugendste“ elektromagnetischen Vorläufer sein extrem niedrige Frequenz magnetische Anomalien, wie das Corralitos Ereignis vor dem Erdbeben von 1989 Loma Prieta aufgezeichnet (unten diskutiert). Es wird jedoch jetzt angenommen, dass die Beobachtung eine Systemfehlfunktion war. Die Untersuchung des engmaschig überwachten Erdbebens von Parkfield im Jahr 2004 ergab keine Hinweise auf elektromagnetische Vorläufersignale jeglicher Art; weitere Studien zeigten, dass Erdbeben mit einer Stärke von weniger als 5 keine signifikanten vorübergehenden Signale erzeugen. Die ICEF hielt die Suche nach nützlichen Vorläufern für erfolglos.

VAN seismische elektrische Signale

Die am meisten angepriesene und am meisten kritisierte Behauptung eines elektromagnetischen Vorläufers ist die VAN-Methode der Physikprofessoren Panayiotis Varotsos , Kessar Alexopoulos und Konstantine Nomicos (VAN) von der Universität Athen . In einem Papier von 1981 behaupteten sie, dass sie durch die Messung von geoelektrischen Spannungen – was sie „seismische elektrische Signale“ (SES) nannten – Erdbeben vorhersagen könnten.

1984 behaupteten , dass sie eine „Eins-zu-Eins - Übereinstimmung“ zwischen SES und Erdbeben wurde - das heißt, dass " jedes ansehnliches EQ von einem SES vorangestellt ist , und umgekehrt wird jedes SES immer von einem EQ gefolgt den Betrag und das Epizentrum von denen zuverlässig vorhergesagt werden kann" – der SES erscheint zwischen 6 und 115 Stunden vor dem Erdbeben. Als Beweis für ihre Methode behaupteten sie eine Reihe erfolgreicher Vorhersagen.

Obwohl ihr Bericht "von einigen als großer Durchbruch begrüßt wurde", wurde er unter Seismologen von einer "Welle der allgemeinen Skepsis" begrüßt. Im Jahr 1996 erhielt ein Papier VAN, das bei der Zeitschrift Geophysical Research Letters eingereicht wurde, ein beispielloses öffentliches Peer-Review durch eine breite Gruppe von Gutachtern, wobei das Papier und die Rezensionen in einer Sonderausgabe veröffentlicht wurden; die Mehrheit der Gutachter stellte fest, dass die Methoden von VAN fehlerhaft waren. Zusätzliche Kritik wurde im selben Jahr in einer öffentlichen Debatte zwischen einigen Schulleitern erhoben.

Ein Hauptkritikpunkt war, dass die Methode geophysikalisch unplausibel und wissenschaftlich nicht fundiert ist. Weitere Einwände waren die nachweisbare Falschheit der behaupteten Eins-zu-eins-Beziehung von Erdbeben und SES, die Unwahrscheinlichkeit eines vorausgehenden Prozesses, der stärkere Signale erzeugt als alle von den tatsächlichen Erdbeben beobachteten, und die sehr hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Signale vom Menschen verursacht wurden. Weitere Arbeiten in Griechenland haben SES-ähnliche „anomale transiente elektrische Signale“ bis zu bestimmten menschlichen Quellen zurückverfolgt und festgestellt, dass solche Signale durch die von VAN verwendeten Kriterien zur Identifizierung von SES nicht ausgeschlossen werden. Neuere Arbeiten haben unter Anwendung moderner Methoden der statistischen Physik, dh Detrended Fluktuationsanalyse (DFA), multifraktale DFA und Wavelet-Transformation gezeigt, dass sich SES klar von Signalen unterscheiden, die durch künstliche Quellen erzeugt werden.

Die Validität der VAN-Methode und damit die prädiktive Aussagekraft des SES beruhte primär auf dem empirischen Anspruch des nachgewiesenen prädiktiven Erfolgs. In der VAN-Methodik wurden zahlreiche Schwachstellen aufgedeckt, und im Jahr 2011 kam die Internationale Kommission für Erdbebenvorhersage für den Bevölkerungsschutz zu dem Schluss, dass die von VAN behauptete Vorhersagefähigkeit nicht validiert werden konnte. Die meisten Seismologen halten VAN für "durchschlagend entlarvt". Auf der anderen Seite endet der Abschnitt "Earthquake Precursors and Prediction" von "Encyclopedia of Solid Earth Geophysics: part of "Encyclopedia of Earth Sciences Series" (Springer 2011) wie folgt (kurz vor seiner Zusammenfassung): "es wurde kürzlich gezeigt dass durch die Analyse von Zeitreihen in einem neu eingeführten Zeitbereich "natürliche Zeit" die Annäherung an den kritischen Zustand eindeutig identifiziert werden kann [Sarlis et al. 2008]. Auf diese Weise scheint es ihnen gelungen zu sein, die Vorlaufzeit der VAN-Vorhersage auf nur wenige Tage zu verkürzen [Uyeda und Kamogawa 2008]. Dies bedeutet, dass seismische Daten in Kombination mit SES-Daten eine erstaunliche Rolle in kurzfristigen Vorläufern spielen können.

Seit 2001 hat die VAN-Gruppe ein Konzept eingeführt, das sie "natürliche Zeit" nennen und auf die Analyse ihrer Vorläufer angewendet werden. Zunächst wird es auf SES angewendet, um sie von Lärm zu unterscheiden und sie auf ein mögliches bevorstehendes Erdbeben zu beziehen. Im Verifikationsfall (Klassifizierung als „SES-Aktivität“) wird zusätzlich eine natürliche Zeitanalyse auf die allgemeine Folgeseismizität des mit der SES-Aktivität verbundenen Gebiets angewendet, um den Zeitparameter der Vorhersage zu verbessern. Die Methode behandelt den Ausbruch von Erdbeben als ein kritisches Phänomen .

Corralitos-Anomalie

Das wahrscheinlich berühmteste seismo-elektromagnetische Ereignis aller Zeiten und eines der am häufigsten zitierten Beispiele für einen möglichen Erdbebenvorläufer ist die Corralitos-Anomalie von 1989. Im Monat vor dem Erdbeben in Loma Prieta 1989 zeigten Messungen des Erdmagnetfelds bei ultraniedrigen Frequenzen mit einem Magnetometer in Corralitos, Kalifornien , nur 7 km vom Epizentrum des bevorstehenden Erdbebens entfernt, anomale Amplitudenzunahmen. Nur drei Stunden vor dem Beben stiegen die Messungen auf etwa das dreißigfache des Normalwerts an, wobei die Amplituden nach dem Beben abnahmen. Solche Amplituden waren weder in zwei Betriebsjahren noch in einem ähnlichen Instrument in 54 km Entfernung beobachtet worden. Für viele Menschen deutete diese scheinbare Lokalität in Zeit und Raum auf eine Assoziation mit dem Erdbeben hin.

Anschließend wurden weitere Magnetometer in Nord- und Südkalifornien eingesetzt, aber nach zehn Jahren und mehreren großen Erdbeben wurden ähnliche Signale nicht mehr beobachtet. Neuere Studien haben den Zusammenhang in Frage gestellt und die Corralitos-Signale entweder auf nicht zusammenhängende magnetische Störungen oder noch einfacher auf eine Fehlfunktion des Sensorsystems zurückgeführt.

Freund Physik

Friedemann Freund fand bei seinen Untersuchungen zur Kristallisationsphysik heraus, dass im Gestein eingebettete Wassermoleküle bei starker Beanspruchung des Gesteins in Ionen zerfallen können. Die dabei entstehenden Ladungsträger können unter bestimmten Bedingungen Batterieströme erzeugen. Freund vermutete, dass diese Ströme möglicherweise für Erdbebenvorläufer wie elektromagnetische Strahlung, Erdbebenlichter und Störungen des Plasmas in der Ionosphäre verantwortlich sein könnten. Das Studium solcher Ströme und Wechselwirkungen ist als "Freund-Physik" bekannt.

Die meisten Seismologen lehnen Freunds Vorschlag, dass durch Stress erzeugte Signale erkannt und als Vorläufer verwendet werden könnten, aus einer Reihe von Gründen ab. Erstens wird angenommen, dass sich Spannungen vor einem großen Erdbeben nicht schnell akkumulieren, und daher gibt es keinen Grund zu erwarten, dass schnell große Ströme erzeugt werden. Zweitens haben Seismologen unter Verwendung ausgeklügelter Instrumente ausgiebig nach statistisch zuverlässigen elektrischen Vorläufern gesucht und keine solchen Vorläufer identifiziert. Und drittens würde Wasser in der Erdkruste dazu führen, dass alle erzeugten Ströme absorbiert werden, bevor sie die Oberfläche erreichen.

Störung des täglichen Zyklus der Ionosphäre
Die ULF* -Aufzeichnung der D-Schicht-Retention der Ionosphäre, die EM-Strahlung in den Nächten vor dem Erdbeben in L'Aquila, Italien am 04.06.2009 absorbiert . Die Anomalie wird rot angezeigt.

Die Ionosphäre entwickelt normalerweise ihre untere D-Schicht während des Tages, während diese Schicht nachts verschwindet, wenn das Plasma dort zu Gas wird . Während der Nacht bleibt die F-Schicht der Ionosphäre in größerer Höhe als die D-Schicht gebildet. In der Nacht bildet sich ein Wellenleiter für niedrige HF -Funkfrequenzen bis 10 MHz ( Skywave- Ausbreitung), da die F-Schicht diese Wellen zur Erde zurückreflektiert. Die Skywave geht tagsüber verloren, da die D-Schicht diese Wellen absorbiert.

Es wird behauptet, dass tektonische Spannungen in der Erdkruste Wellen elektrischer Ladungen verursachen, die zur Erdoberfläche wandern und die Ionosphäre beeinflussen. ULF *-Aufzeichnungen des Tageszyklus der Ionosphäre deuten darauf hin, dass der übliche Zyklus einige Tage vor einem seichten starken Erdbeben gestört sein könnte. Wenn die Störung auftritt, wird beobachtet, dass entweder die D-Schicht tagsüber verloren geht, was zu einer Erhöhung der Ionosphäre und zur Bildung von Himmelswellen führt, oder dass die D-Schicht nachts erscheint, was zu einer Absenkung der Ionosphäre und damit zum Fehlen von Himmelswellen führt.

Science Center haben ein Netzwerk von VLF-Sendern und -Empfängern auf globaler Ebene entwickelt, die Veränderungen der Himmelswelle erkennen. Jeder Empfänger ist auch ein Daisy-Sender für Entfernungen von 1000 - 10.000 Kilometern und arbeitet auf verschiedenen Frequenzen innerhalb des Netzwerks. Die allgemeine Anregungsfläche kann in Abhängigkeit von der Dichte des Netzwerks bestimmt werden. Andererseits konnte gezeigt werden, dass globale Extremereignisse wie magnetische Stürme oder Sonneneruptionen und lokale Extremereignisse im selben VLF-Pfad wie ein weiteres Erdbeben oder ein Vulkanausbruch, die in der Nähe des zu bewertenden Erdbebens auftreten, eine Zuordnung erschweren oder unmöglich machen Änderungen der Skywave zum Erdbeben von Interesse.

Satellitenbeobachtung der erwarteten Bodentemperaturdeklination
Die thermische Nachtaufnahme am 6., 21. und 28. Januar 2001 in der Region Gujarat in Indien. Mit einem Sternchen markiert ist das Epizentrum des Bhuj-Erdbebens vom 26. Januar mit einer Stärke von 7,9. Die Zwischenaufnahme zeigt eine thermische Anomalie am 21. Januar, die rot dargestellt ist. Bei der nächsten Aufnahme, 2 Tage nach dem Erdbeben, ist die thermische Anomalie verschwunden.

Eine Möglichkeit, die Beweglichkeit tektonischer Spannungen nachzuweisen, besteht darin, lokal erhöhte Temperaturen an der Oberfläche der Kruste zu messen, die von Satelliten gemessen werden . Während des Bewertungsprozesses wird der Hintergrund der täglichen Schwankungen und des Lärms aufgrund von atmosphärischen Störungen und menschlichen Aktivitäten entfernt, bevor die Konzentration von Trends im weiteren Bereich einer Störung sichtbar gemacht wird. Diese Methode wird seit 1995 experimentell angewendet.

In einem neueren Ansatz zur Erklärung des Phänomens hat Friedmann Freund von der NASA vorgeschlagen, dass die von den Satelliten eingefangene Infrarotstrahlung nicht auf eine echte Erhöhung der Oberflächentemperatur der Kruste zurückzuführen ist. Nach dieser Version ist die Emission das Ergebnis der Quantenanregung , die bei der chemischen Rückbindung positiver Ladungsträger ( Löcher ) auftritt, die mit einer Geschwindigkeit von 200 Metern pro Sekunde von den tiefsten Schichten zur Oberfläche der Kruste wandern. Die elektrische Ladung entsteht durch zunehmende tektonische Spannungen, wenn der Zeitpunkt des Erdbebens näher rückt. Diese Emission erstreckt sich bei sehr großen Ereignissen oberflächlich bis zu 500 x 500 Quadratkilometer und endet fast unmittelbar nach dem Erdbeben.

Trends

Anstatt auf anomale Phänomene zu achten, die Vorboten eines bevorstehenden Erdbebens sein könnten, suchen andere Ansätze zur Vorhersage von Erdbeben nach Trends oder Mustern, die zu einem Erdbeben führen. Da diese Trends komplex sein können und viele Variablen beinhalten, sind oft fortgeschrittene statistische Techniken erforderlich, um sie zu verstehen, daher werden diese manchmal als statistische Methoden bezeichnet. Diese Ansätze neigen auch dazu, wahrscheinlicher zu sein und längere Zeiträume zu haben, und gehen so in die Erdbebenvorhersage ein.

Jetztcasting

Erdbeben-Nowcasting, das 2016 vorgeschlagen wurde, ist die Schätzung des aktuellen dynamischen Zustands eines seismologischen Systems, basierend auf der 2001 eingeführten natürlichen Zeit . Es unterscheidet sich von der Vorhersage, die darauf abzielt, die Wahrscheinlichkeit eines zukünftigen Ereignisses abzuschätzen, wird aber auch als potenzielle Grundlage für Prognose. Nowcasting-Berechnungen ergeben den „Erdbeben-Potenzial-Score“, eine Schätzung des aktuellen seismischen Fortschritts. Typische Anwendungen sind: große globale Erdbeben und Tsunamis, Nachbeben und induzierte Seismizität, induzierte Seismizität bei Gasfeldern, seismisches Risiko für globale Megastädte, Untersuchung der Clusterbildung großer globaler Erdbeben usw.

Elastischer Rückprall

Selbst der steifste Fels ist nicht perfekt steif. Bei einer großen Kraft (z. B. zwischen zwei riesigen tektonischen Platten, die sich aneinander vorbeibewegen) wird sich die Erdkruste verbiegen oder verformen. Nach der elastischen Rückpralltheorie von Reid (1910) wird die Verformung (Dehnung) schließlich so groß, dass etwas bricht, normalerweise an einer bestehenden Störung. Rutschen entlang der Bruchstelle (ein Erdbeben) ermöglicht es dem Gestein auf jeder Seite, in einen weniger verformten Zustand zurückzuprallen. Dabei wird Energie in verschiedenen Formen freigesetzt, darunter auch seismische Wellen. Der Zyklus der tektonischen Kraft, die in elastischer Verformung akkumuliert und in einem plötzlichen Rückprall wieder freigegeben wird, wird dann wiederholt. Da die Verschiebung durch ein einzelnes Erdbeben von weniger als einem Meter bis zu etwa 10 Metern reicht (für ein M 8 Beben), zeigt die nachgewiesene Existenz großer Strike-Slip- Verschiebungen von Hunderten von Meilen die Existenz eines lang anhaltenden Erdbebenzyklus.

Charakteristische Erdbeben

Die am besten untersuchten Erdbebenverwerfungen (wie die Nankai-Megathrust , die Wasatch-Verwerfung und die San-Andreas-Verwerfung ) scheinen unterschiedliche Segmente zu haben. Das charakteristische Erdbebenmodell postuliert, dass Erdbeben im Allgemeinen innerhalb dieser Segmente beschränkt sind. Da die Längen und andere Eigenschaften der Segmente festgelegt sind, sollten Erdbeben, die die gesamte Verwerfung durchbrechen, ähnliche Eigenschaften haben. Dazu gehören die maximale Größe (die durch die Länge des Bruchs begrenzt wird) und die Menge der akkumulierten Dehnung, die zum Bruch des Verwerfungssegments erforderlich ist. Da kontinuierliche Plattenbewegungen dazu führen, dass sich die Dehnung stetig anhäuft, sollte die seismische Aktivität auf einem bestimmten Segment von Erdbeben mit ähnlichen Eigenschaften dominiert werden, die in einigermaßen regelmäßigen Abständen wiederkehren. Für ein gegebenes Verwerfungssegment sollte uns die Identifizierung dieser charakteristischen Erdbeben und das Timing ihrer Wiederholungsrate (oder umgekehrt der Wiederkehrperiode ) daher über den nächsten Bruch informieren; Dies ist der Ansatz, der im Allgemeinen bei der Vorhersage von seismischen Gefahren verwendet wird. UCERF3 ist ein bemerkenswertes Beispiel für eine solche Prognose, die für den Bundesstaat Kalifornien erstellt wurde. Wiederkehrperioden werden auch für die Vorhersage anderer seltener Ereignisse wie Wirbelstürme und Überschwemmungen verwendet und gehen davon aus, dass die zukünftige Häufigkeit der bisher beobachteten Häufigkeit ähnlich sein wird.

Die Idee charakteristischer Erdbeben war die Grundlage der Parkfield-Vorhersage : ziemlich ähnliche Erdbeben in den Jahren 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 und 1966 legten ein Muster von Brüchen alle 21,9 Jahre mit einer Standardabweichung von ±3,1 Jahren nahe. Die Extrapolation des Ereignisses von 1966 führte zu einer Vorhersage eines Erdbebens um 1988 oder spätestens vor 1993 (bei einem Konfidenzintervall von 95 %). Der Reiz einer solchen Methode besteht darin, dass die Vorhersage vollständig aus dem Trend abgeleitet wird , der angeblich die unbekannte und möglicherweise nicht erkennbare Erdbebenphysik und Verwerfungsparameter berücksichtigt. Im Fall Parkfield ereignete sich das vorhergesagte Erdbeben jedoch erst 2004, ein Jahrzehnt zu spät. Dies untergräbt ernsthaft die Behauptung, dass Erdbeben in Parkfield quasi-periodisch sind, und legt nahe, dass sich die einzelnen Ereignisse in anderer Hinsicht ausreichend unterscheiden, um zu hinterfragen, ob sie unterschiedliche Merkmale gemeinsam haben.

Das Scheitern der Parkfield-Vorhersage hat Zweifel an der Gültigkeit des charakteristischen Erdbebenmodells selbst aufkommen lassen. Einige Studien haben die verschiedenen Annahmen in Frage gestellt, einschließlich der wichtigsten, dass Erdbeben innerhalb von Segmenten beschränkt sind, und vorgeschlagen, dass die "charakteristischen Erdbeben" ein Artefakt der Auswahlverzerrung und der Kürze der seismologischen Aufzeichnungen (relativ zu Erdbebenzyklen) sein könnten. In anderen Studien wurde untersucht, ob andere Faktoren berücksichtigt werden müssen, beispielsweise das Alter des Fehlers. Ob Erdbebenausbrüche im Allgemeinen innerhalb eines Segments eingeschränkt sind (wie häufig zu sehen ist) oder über Segmentgrenzen hinausgehen (auch zu sehen), hat einen direkten Einfluss auf den Grad der Erdbebengefahr: Erdbeben sind größer, wenn mehrere Segmente brechen, aber bei der Entlastung mehr Belastung werden sie seltener vorkommen.

Seismische Lücken

An der Berührungsstelle, wo zwei tektonische Platten aneinander vorbeigleiten, muss irgendwann jeder Abschnitt rutschen, da (auf Dauer) keine zurückbleibt. Aber sie rutschen nicht alle gleichzeitig; verschiedene Abschnitte befinden sich in unterschiedlichen Stadien im Zyklus der Ansammlung von Belastungen (Verformungen) und der plötzlichen Erholung. Im seismischen Lückenmodell sollte das "nächste große Beben" nicht in den Segmenten erwartet werden, in denen die jüngste Seismizität die Belastung verringert hat, sondern in den dazwischenliegenden Lücken, in denen die nicht entspannte Belastung am größten ist. Dieses Modell hat einen intuitiven Reiz; es wird in langfristigen Vorhersagen verwendet und war die Grundlage einer Reihe von zirkumpazifischen ( Pacific Rim )-Vorhersagen in den Jahren 1979 und 1989–1991.

Es ist jedoch bekannt, dass einige zugrunde liegende Annahmen über seismische Lücken falsch sind. Eine genaue Untersuchung legt nahe, dass "in seismischen Lücken möglicherweise keine Informationen über den Zeitpunkt des Auftretens oder die Größe des nächsten großen Ereignisses in der Region vorliegen"; statistische Tests der zirkumpazifischen Vorhersagen zeigen, dass das seismische Lückenmodell "große Erdbeben nicht gut vorhersagte". Eine andere Studie kam zu dem Schluss, dass eine lange Ruheperiode das Erdbebenpotenzial nicht erhöht.

Seismizitätsmuster

Zur Vorhersage von Erdbeben wurden verschiedene heuristisch abgeleitete Algorithmen entwickelt. Die wohl bekannteste ist die unter der Leitung von Vladimir Keilis-Borok entwickelte Algorithmenfamilie M8 (einschließlich der RTP-Methode) . M8 gibt einen Alarm „Zeit erhöhter Wahrscheinlichkeit“ (TIP) für ein großes Erdbeben einer bestimmten Stärke aus, wenn bestimmte Muster kleinerer Erdbeben beobachtet werden. TIPs decken im Allgemeinen große Gebiete (bis zu tausend Kilometer Durchmesser) für bis zu fünf Jahre ab. Solche großen Parameter haben M8 umstritten gemacht, da es schwer zu bestimmen ist, ob irgendwelche Treffer geschickt vorhergesagt wurden oder nur das Ergebnis des Zufalls.

M8 erlangte beträchtliche Aufmerksamkeit, als sich 2003 die Erdbeben von San Simeon und Hokkaido innerhalb eines TIP ereigneten. 1999 veröffentlichte die Gruppe um Keilis-Borok die Behauptung, mit ihren M8- und MSc-Modellen statistisch signifikante Zwischenergebnisse erzielt zu haben, soweit es um weltweite große Erdbeben geht. Geller et al. sind skeptisch gegenüber Vorhersagen über einen Zeitraum von weniger als 30 Jahren. Ein weithin bekannter TIP für ein Beben M 6,4 in Südkalifornien im Jahr 2004 wurde nicht erfüllt, ebenso wenig wie zwei andere weniger bekannte TIPs. Eine eingehende Studie der RTP-Methode im Jahr 2008 ergab, dass von etwa zwanzig Alarmen nur zwei als Treffer angesehen werden konnten (und einer davon hatte eine 60%ige Chance, dass er trotzdem auftritt). Es kam zu dem Schluss, dass "RTP sich nicht wesentlich von einer naiven Methode des Schätzens auf der Grundlage der historischen Seismizitätsraten unterscheidet."

Accelerating Moment Release (AMR, "Moment" ist ein Maß für die seismische Energie), auch bekannt als Time-to-Failure-Analyse oder Accelerating seismic Moment Release (ASMR), basiert auf Beobachtungen, die nicht nur die Aktivität vor einem großen Erdbeben beschleunigen erhöht, aber exponentiell zugenommen. Mit anderen Worten, ein Diagramm der kumulierten Anzahl von Vorbeben wird kurz vor dem Hauptschock steiler.

Nach der Formulierung von Bowman et al. (1998) in eine überprüfbare Hypothese und eine Reihe positiver Berichte überführt, schien AMR trotz mehrerer Probleme vielversprechend. Zu den bekannten Problemen gehörten, dass nicht für alle Orte und Ereignisse erkannt wurde und die Schwierigkeit, eine genaue Ereigniszeit zu prognostizieren, wenn das Ende der Kurve steil wird. Strenge Tests haben jedoch gezeigt, dass offensichtliche AMR-Trends wahrscheinlich darauf zurückzuführen sind, wie die Datenanpassung durchgeführt wird und die raumzeitliche Häufung von Erdbeben nicht berücksichtigt wird. Die AMR-Trends sind daher statistisch unbedeutend. Das Interesse an AMR (gemessen an der Anzahl der von Experten begutachteten Veröffentlichungen) ist seit 2004 zurückgegangen.

Maschinelles Lernen

Rouet-Leducet al. (2019) berichteten, dass sie erfolgreich einen Regressions- Random Forest mit akustischen Zeitreihendaten trainiert haben , der in der Lage ist, ein von Fehlerzonen emittiertes Signal zu identifizieren, das Fehlerausfälle vorhersagt. Rouet-Leducet al. (2019) schlugen vor, dass das identifizierte Signal, das zuvor als statistisches Rauschen angenommen wurde, die zunehmende Energieemission vor seiner plötzlichen Freisetzung während eines Schlupfereignisses widerspiegelt. Rouet-Leducet al. (2019) postulierten ferner, dass ihr Ansatz Fehlerausfallzeiten begrenzen und zur Identifizierung anderer unbekannter Signale führen könnte. Aufgrund der Seltenheit der katastrophalsten Erdbeben bleibt die Gewinnung repräsentativer Daten problematisch. Als Antwort darauf haben Rouet-Leduc et al. (2019) haben vermutet, dass ihr Modell nicht mit Daten von katastrophalen Erdbeben trainieren muss, da weitere Untersuchungen gezeigt haben, dass die interessierenden seismischen Muster bei kleineren Erdbeben ähnlich sind.

Deep Learning wurde auch bei der Erdbebenvorhersage angewendet. Obwohl das Bath-Gesetz und das Omori-Gesetz die Stärke von Erdbeben-Nachbeben und ihre zeitlich veränderlichen Eigenschaften beschreiben, bleibt die Vorhersage der "räumlichen Verteilung von Nachbeben" ein offenes Forschungsproblem. Mit den Softwarebibliotheken Theano und TensorFlow haben DeVries et al. (2018) trainierten ein neuronales Netz , das eine höhere Genauigkeit bei der Vorhersage räumlicher Verteilungen von Erdbebennachbeben erreichte als die zuvor etablierte Methodik der Coulomb-Versagensspannungsänderung. Insbesondere DeVries et al. (2018) berichteten, dass ihr Modell keine „Annahmen über die Ausrichtung oder Geometrie der Empfängerebene“ machte und die Änderung der Schubspannung, die „Summe der Absolutwerte der unabhängigen Komponenten des Spannungsänderungstensors“ und die von Mises-Ausbeute stark gewichtete Kriterium. DeVrieset al. (2018) postulierten, dass das Vertrauen ihres Modells auf diese physikalischen Größen darauf hindeutet, dass sie „die Erdbebenauslösung während des aktivsten Teils des seismischen Zyklus kontrollieren könnten“. Für Validierungstests haben DeVries et al. (2018) reservierten 10 % der positiven Trainingsbebendatenproben und eine gleiche Menge zufällig ausgewählter negativer Proben.

Arnaud Mignan und Marco Broccardo haben in ähnlicher Weise die Anwendung künstlicher neuronaler Netze auf die Erdbebenvorhersage analysiert. Sie fanden in einer Literaturrecherche heraus, dass die Forschung zur Erdbebenvorhersage unter Verwendung künstlicher neuronaler Netze sich angesichts des zunehmenden Interesses an diesem Gebiet zu ausgefeilteren Modellen hingezogen hat. Sie fanden auch heraus, dass neuronale Netze, die bei der Erdbebenvorhersage mit bemerkenswerten Erfolgsraten verwendet werden, in der Leistung einfacheren Modellen entsprechen. Sie befassten sich außerdem mit der Beschaffung geeigneter Daten für das Training neuronaler Netze zur Vorhersage von Erdbeben und schrieben, dass die „strukturierte, tabellarische Natur von Erdbebenkatalogen“ transparente Modelle für maschinelles Lernen wünschenswerter macht als künstliche neuronale Netze.

EMP-induzierte Seismizität

Hochenergetische elektromagnetische Impulse können innerhalb von 2–6 Tagen nach der Emission durch EMP-Generatoren Erdbeben auslösen . Es wurde vorgeschlagen, dass starke elektromagnetische Einwirkungen die Seismizität kontrollieren könnten, da die darauf folgende Seismizitätsdynamik viel regelmäßiger als üblich zu sein scheint.

Bemerkenswerte Vorhersagen

Dies sind Vorhersagen oder Behauptungen von Vorhersagen, die entweder wissenschaftlich oder aufgrund öffentlicher Bekanntheit bemerkenswert sind und eine wissenschaftliche oder quasi-wissenschaftliche Grundlage beanspruchen. Da viele Vorhersagen vertraulich behandelt oder an unbekannten Orten veröffentlicht werden und erst dann auffallen, wenn sie in Anspruch genommen werden, kann es zu einer Auswahlverzerrung kommen , da Treffer mehr Aufmerksamkeit erhalten als Fehlschläge. Die hier aufgeführten Vorhersagen werden in Houghs Buch und Gellers Aufsatz diskutiert.

1975: Haicheng, China

Das Erdbeben M 7.3 von 1975 in Haicheng ist der am häufigsten zitierte "Erfolg" der Erdbebenvorhersage. Die angebliche Geschichte ist, dass die Untersuchung der seismischen Aktivität in der Region die chinesischen Behörden im Juni 1974 zu einer mittelfristigen Vorhersage veranlasste und die politischen Behörden daher verschiedene Maßnahmen anordneten, darunter die Zwangsräumung von Häusern, den Bau "einfacher Außenanlagen , und Vorführung von Filmen im Freien. Das Beben, das um 19:36 Uhr einschlug, war stark genug, um etwa die Hälfte der Häuser zu zerstören oder schwer zu beschädigen. Durch die "wirksamen Präventivmaßnahmen" soll die Zahl der Todesopfer jedoch in einem Gebiet mit etwa 1,6 Millionen Einwohnern unter 300 gehalten worden sein, wo sonst mit Zehntausenden von Todesopfern zu rechnen gewesen wäre.

Obwohl es ein schweres Erdbeben gab, gab es jedoch eine gewisse Skepsis gegenüber der Erzählung von Maßnahmen, die auf der Grundlage einer rechtzeitigen Vorhersage getroffen wurden. Dieses Ereignis ereignete sich während der Kulturrevolution , als "der Glaube an die Vorhersage von Erdbeben zu einem Element der ideologischen Orthodoxie gemacht wurde, das die wahren Parteilinien von rechten Abweichlern unterscheidet". Die Aufzeichnungen waren ungeordnet, was es schwierig machte, Details zu überprüfen, einschließlich der Tatsache, ob eine Evakuierung angeordnet wurde. Die Methode, die entweder für die mittelfristigen oder kurzfristigen Vorhersagen verwendet wird (anders als "die revolutionäre Linie des Vorsitzenden Mao") wurde nicht spezifiziert. Die Evakuierung kann spontan nach dem starken (M 4,7) Vorbeben am Tag zuvor stattgefunden haben.

Eine Studie aus dem Jahr 2006, die Zugang zu einer umfangreichen Palette von Aufzeichnungen hatte, stellte fest, dass die Vorhersagen fehlerhaft waren. "Insbesondere gab es keine offizielle kurzfristige Vorhersage, obwohl eine solche Vorhersage von einzelnen Wissenschaftlern gemacht wurde." Außerdem: "Allein die Vorbeben haben die endgültigen Entscheidungen über Warnung und Evakuierung ausgelöst". Sie schätzten, dass 2.041 Menschen ums Leben kamen. Dass nicht mehr starben, wurde einer Reihe von zufälligen Umständen zugeschrieben, darunter die Erdbebenaufklärung in den Vormonaten (ausgelöst durch erhöhte seismische Aktivität), lokale Initiative, Timing (auftretend, wenn die Menschen weder arbeiteten noch schliefen) und der lokale Baustil. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass, obwohl die Vorhersage unbefriedigend war, "es ein Versuch war, ein schweres Erdbeben vorherzusagen, das zum ersten Mal nicht mit einem praktischen Scheitern endete".

1981: Lima, Peru (Brady)

1976 schloss Brian Brady, ein Physiker am US Bureau of Mines , wo er untersucht hatte, wie Gesteine ​​brechen, „eine Serie von vier Artikeln über die Erdbebentheorie mit der Schlussfolgerung, dass sich in der Subduktionszone [offshore of Peru] könnte innerhalb eines Zeitraums von sieben bis vierzehn Jahren ab Mitte November 1974 zu einem Erdbeben großer Stärke führen." In einem internen Memo vom Juni 1978 verengte er das Zeitfenster auf "Oktober bis November 1981" mit einem Hauptschock im Bereich von 9,2 ± 0,2. In einem Memo von 1980 wurde berichtet, dass er "Mitte September 1980" angab. Dies wurde im Oktober 1980 auf einem wissenschaftlichen Seminar in San Juan, Argentinien, diskutiert, wo Bradys Kollege W. Spence einen Vortrag hielt. Brady und Spence trafen sich dann am 29. Oktober mit Regierungsvertretern aus den USA und Peru und sagten "eine Reihe von Erdbeben großer Stärke in der zweiten Hälfte des Jahres 1981 voraus". Diese Vorhersage wurde in Peru weithin bekannt, nachdem die US-Botschaft am 26.

Am 27. Januar 1981 gab der US National Earthquake Prediction Evaluation Council (NEPEC) nach Überprüfung der Brady-Spence-Vorhersage bekannt, dass er „von der wissenschaftlichen Gültigkeit“ der Vorhersage nicht überzeugt sei und dass „in den beobachteten Seismizitätsdaten nichts gezeigt wurde, oder in der Theorie, soweit sie vorgestellt wurde, die den vorhergesagten Zeiten, Orten und Magnituden der Erdbeben Substanz verleiht." Es hieß weiter, dass zu den vorhergesagten Zeiten zwar eine Wahrscheinlichkeit für größere Erdbeben bestehe, diese Wahrscheinlichkeit aber gering sei, und empfiehlt, "die Vorhersage nicht ernsthaft zu berücksichtigen".

Unbeeindruckt revidierte Brady anschließend seine Prognose und gab an, dass es am oder um den 6. Juli, 18. August und 24. . er wird irgendwann einen Hit bekommen und seine Theorien werden von vielen als gültig angesehen."

Am 28. Juni (dem Datum, das am häufigsten als das Datum des ersten vorhergesagten Erdbebens gilt) wurde berichtet, dass "die Bevölkerung von Lima einen ruhigen Sonntag verbrachte". Die Schlagzeile einer peruanischen Zeitung: "NO PASO NADA" ("Nichts passiert").

Im Juli zog Brady seine Vorhersage mit der Begründung zurück, dass die vorausgesetzte seismische Aktivität nicht aufgetreten sei. Die wirtschaftlichen Verluste aufgrund des reduzierten Tourismus während dieser Episode wurden grob auf 100 Millionen Dollar geschätzt.

1985-1993: Parkfield, USA (Bakun-Lindh)

Das „ Parkfield Erdbebenvorhersageexperiment “ war die bekannteste wissenschaftliche Erdbebenvorhersage aller Zeiten. Es basierte auf einer Beobachtung, dass das Parkfield-Segment der San-Andreas-Verwerfung regelmäßig alle paar Jahrzehnte mit einem moderaten Erdbeben von etwa M 6 bricht: 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 und 1966. Insbesondere Bakun & Lindh (1985 ) wies darauf hin, dass diese, wenn man das Beben von 1934 ausschließt, alle 22 Jahre, ±4,3 Jahre, auftreten. Von 1966 an gerechnet, sagten sie eine Wahrscheinlichkeit von 95 % voraus, dass das nächste Erdbeben etwa 1988 oder spätestens 1993 eintreten würde. Der National Earthquake Prediction Evaluation Council (NEPEC) hat dies bewertet und stimmte zu. Das US Geological Survey und der US-Bundesstaat Kalifornien haben daher eines der „ausgereiftesten und dichtesten Netze von Überwachungsinstrumenten der Welt“ eingerichtet, unter anderem um mögliche Vorläufer des Bebens zu identifizieren. Die Zuversicht war hoch genug, dass detaillierte Pläne für die Alarmierung der Notfallbehörden erstellt wurden, wenn Anzeichen für ein bevorstehendes Erdbeben vorliegen. In den Worten des Economist : "Nie wurde ein Hinterhalt sorgfältiger für ein solches Ereignis gelegt."

Das Jahr 1993 kam und verging ohne Erfüllung. Schließlich kam es am 28. September 2004 auf dem Parkfield-Abschnitt der Verwerfung zu einem Erdbeben der Stärke M 6.0, jedoch ohne Vorwarnung oder offensichtliche Vorboten. Während das Experiment , ein Erdbeben abzufangen, von vielen Wissenschaftlern als erfolgreich angesehen wird, war die Vorhersage erfolglos, da das letztendliche Ereignis ein Jahrzehnt zu spät kam.

1983–1995: Griechenland (VAN)

1981 sagte die "VAN"-Gruppe unter der Leitung von Panayiotis Varotsos, sie habe einen Zusammenhang zwischen Erdbeben und "seismischen elektrischen Signalen" (SES) gefunden. 1984 legten sie eine Tabelle mit 23 Erdbeben vom 19. Januar 1983 bis 19. September 1983 vor, von denen sie behaupteten, 18 Erdbeben erfolgreich vorhergesagt zu haben. Andere Listen gefolgt, wie ihre 1991 Anspruch der Vorhersage sechs von sieben Erdbeben mit M s   ≥ 5,5 in der Zeit vom 1. April 1987 bis 10. August 1989 oder fünf von sieben Erdbeben mit M s   ≥ 5,3 in der überlappenden Zeitraum von 15 Mai 1988 bis 10. August 1989, 1996 veröffentlichten sie eine "Zusammenfassung aller Vorhersagen vom 1. Januar 1987 bis 15. Juni 1995", die 94 Vorhersagen umfassten. Vergleicht man dies mit einer Liste von "Alle Erdbeben mit M S (ATH)" und innerhalb geographischer Grenzen einschließlich des größten Teils Griechenlands, erstellen sie eine Liste von 14 Erdbeben, die sie hätten vorhersagen sollen. Hier behaupten sie zehn Erfolge, bei einer Erfolgsquote von 70 %.

Die VAN-Vorhersagen wurden aus verschiedenen Gründen kritisiert, darunter geophysikalisch unplausibel, "vage und mehrdeutig", Nichterfüllen der Vorhersagekriterien und rückwirkende Anpassung von Parametern. Eine kritische Überprüfung von 14 Fällen, in denen VAN 10 Erfolge behauptete, zeigte nur einen Fall, in dem ein Erdbeben innerhalb der Vorhersageparameter auftrat. Die VAN-Vorhersagen sind nicht nur nicht besser als der Zufall, sondern zeigen laut Mulargia und Gasperini "eine viel bessere Assoziation mit den Ereignissen, die sich vor ihnen ereigneten". Andere frühe Überprüfungen ergaben, dass die VAN-Ergebnisse, wenn sie anhand bestimmter Parameter bewertet wurden, statistisch signifikant waren. Sowohl positive als auch negative Ansichten zu VAN-Vorhersagen aus dieser Zeit wurden in dem 1996 von Sir James Lighthill herausgegebenen Buch "A Critical Review of VAN" und in einer Debattenausgabe der Zeitschrift Geophysical Research Letters zusammengefasst , die sich auf die statistische Signifikanz der VAN-Methode. VAN hatte die Möglichkeit, in diesen Übersichtspublikationen auf ihre Kritiker zu antworten. Im Jahr 2011 überprüfte die ICEF die Debatte von 1996 und kam zu dem Schluss, dass die von VAN behauptete optimistische SES-Vorhersagefähigkeit nicht validiert werden konnte. Im Jahr 2013 wurde festgestellt, dass die SES-Aktivitäten mit den Minima der Fluktuationen des Ordnungsparameters der Seismizität übereinstimmen, die sich durch die Anwendung der Ereigniskoinzidenzanalyse als statistisch signifikante Vorläufer erwiesen haben.

Ein entscheidender Punkt sind die großen und oft unbestimmten Parameter der Vorhersagen, so dass einige Kritiker sagen, dass dies keine Vorhersagen sind und nicht als solche anerkannt werden sollten. Ein Großteil der Kontroversen mit VAN ergibt sich aus diesem Versäumnis, diese Parameter angemessen zu spezifizieren. Einige ihrer Telegramme enthalten Vorhersagen von zwei verschiedenen Erdbebenereignissen, wie (typischerweise) ein Erdbeben, das bei 300 km "NW" von Athen vorhergesagt wird, und ein anderes bei 240 km "W", "mit Magnituden [sic] 5,3 und 5, 8", ohne zeitliche Begrenzung. Die Zeitparameterschätzung wurde 2001 in der VAN-Methode mittels natürlicher Zeit eingeführt . VAN hat die „pessimistischen“ Schlussfolgerungen ihrer Kritiker bestritten, aber die Kritiker haben nicht nachgegeben. Es wurde vermutet, dass VAN die Clusterbildung von Erdbeben nicht berücksichtigte oder dass sie ihre Daten in Zeiten größerer seismischer Aktivität anders interpretierten.

VAN wurde mehrfach dafür kritisiert, dass es öffentliche Panik und weit verbreitete Unruhen auslöste. Dies wurde durch die Breite ihrer Vorhersagen verschärft, die große Gebiete Griechenlands (bis zu 240 Kilometer im Durchmesser und oft Paare von Gebieten) abdecken, die viel größer sind als die Gebiete, die tatsächlich von Erdbeben der vorhergesagten Stärke betroffen sind (normalerweise mehrere Dutzend Kilometer). über). Magnituden sind ähnlich breit: Eine vorhergesagte Magnitude von "6,0" repräsentiert einen Bereich von einer gutartigen Magnitude von 5,3 bis zu einer weitgehend zerstörerischen Größe von 6,7. In Verbindung mit unbestimmten Zeitfenstern von einem Monat oder länger können solche Vorhersagen "praktisch nicht verwendet werden", um ein angemessenes Maß an Vorbereitung zu bestimmen, sei es, um das übliche gesellschaftliche Funktionieren einzuschränken oder sogar öffentliche Warnungen herauszugeben.

2008: Griechenland (VAN)

Nach 2006 behauptet VAN, dass alle Alarme im Zusammenhang mit SES-Aktivitäten veröffentlicht wurden, indem sie auf arxiv.org veröffentlicht wurden . Diese SES-Aktivität wird mit einer neuen Methode bewertet, die sie „natürliche Zeit“ nennen. Ein solcher Bericht wurde am 1. Februar 2008 veröffentlicht, zwei Wochen vor dem stärksten Erdbeben in Griechenland im Zeitraum 1983-2011. Dieses Erdbeben ereignete sich am 14. Februar 2008 mit einer Magnitude (Mw) von 6,9. Der Bericht von VAN wurde auch in einem Artikel in der Zeitung Ethnos vom 10. Februar 2008 beschrieben. Gerassimos Papadopoulos kommentierte jedoch, dass die VAN-Berichte verwirrend und mehrdeutig seien und dass "keine der Behauptungen für erfolgreiche VAN-Vorhersagen gerechtfertigt ist". Eine Antwort auf diesen Kommentar, der auf der Genauigkeit der Vorhersage bestand, wurde in derselben Ausgabe veröffentlicht.

1989: Loma Prieta, USA

Das Erdbeben von Loma Prieta von 1989 (Epizentrum in den Santa Cruz Mountains nordwestlich von San Juan Bautista, Kalifornien ) verursachte erhebliche Schäden in der San Francisco Bay Area in Kalifornien. Der US Geological Survey (USGS) behauptete Berichten zufolge zwölf Stunden nach dem Ereignis, dass er dieses Erdbeben in einem Bericht des Vorjahres "vorhergesagt" habe. USGS-Mitarbeiter behaupteten anschließend, dieses Beben sei "vorweggenommen" worden; verschiedene andere Behauptungen der Vorhersage wurden ebenfalls aufgestellt.

Ruth Harris ( Harris (1998) ) überprüfte 18 Veröffentlichungen (mit 26 Vorhersagen) aus dem Jahr 1910, „die unterschiedlich wissenschaftliche Vorhersagen des Erdbebens von Loma Prieta von 1989 anbieten oder sich darauf beziehen“. (In diesem Fall wird nicht zwischen einer Vorhersage , die auf eine probabilistische Schätzung eines Erdbebens über einen bestimmten Zeitraum beschränkt ist, und einer spezifischeren Vorhersage unterschieden .) Keine dieser Vorhersagen kann aufgrund mangelnder Spezifität gründlich getestet werden, und Wo eine Vorhersage die richtige Zeit und den richtigen Ort einschließt, war das Fenster so breit (zB deckte den größten Teil Kaliforniens für fünf Jahre ab), um jeglichen Wert als Vorhersage zu verlieren. Vorhersagen, die nahe kamen (aber mit einer Wahrscheinlichkeit von nur 30%), hatten Zeitfenster von zehn oder zwanzig Jahren.

Eine umstrittene Vorhersage stammt aus dem M8-Algorithmus, der von Keilis-Borok und Mitarbeitern in vier Vorhersagen verwendet wurde. Die erste dieser Vorhersagen verfehlte sowohl die Magnitude (M 7,5) als auch die Zeit (ein Fünfjahresfenster vom 1. Januar 1984 bis 31. Dezember 1988). Sie bekamen den Standort, indem sie den größten Teil Kaliforniens und die Hälfte von Nevada einschlossen. Eine nachfolgende Revision, die der NEPEC vorgelegt wurde, verlängerte das Zeitfenster bis zum 1. Juli 1992 und reduzierte den Standort auf nur Zentralkalifornien; die Größe blieb gleich. Eine von ihnen vorgelegte Zahl hatte zwei weitere Revisionen, für M ≥ 7,0 Beben in Zentralkalifornien. Das fünfjährige Zeitfenster für einen endete im Juli 1989 und verpasste so das Ereignis von Loma Prieta; die zweite Revision erstreckte sich bis 1990 und umfasste so Loma Prieta.

Bei der Diskussion über Erfolg oder Misserfolg der Vorhersage für das Erdbeben von Loma Prieta argumentieren einige Wissenschaftler, dass es nicht auf der San-Andreas-Verwerfung (dem Fokus der meisten Vorhersagen) aufgetreten ist und eher eine Dip-Slip (vertikale) Bewegung als eine Strike-Slip- Bewegung beinhaltete (horizontale) Bewegung, und wurde daher nicht vorhergesagt.

Andere Wissenschaftler argumentieren, dass es in der San-Andreas-Verwerfungszone aufgetreten ist und einen Großteil der seit dem Erdbeben von San Francisco 1906 angesammelten Belastung freigesetzt hat; daher waren mehrere der Prognosen richtig. Hough stellt fest, dass "die meisten Seismologen" nicht glauben, dass dieses Beben "per se" vorhergesagt wurde . Streng genommen gab es keine Vorhersagen, nur Vorhersagen, die nur teilweise erfolgreich waren.

Iben Browning behauptete, das Ereignis von Loma Prieta vorhergesagt zu haben, aber (wie im nächsten Abschnitt zu sehen ist) wurde diese Behauptung zurückgewiesen.

1990: New Madrid, USA (Browning)

Iben Browning (Wissenschaftler mit Doktortitel in Zoologie und Ausbildung zum Biophysiker, aber keine Erfahrung in Geologie, Geophysik oder Seismologie) war ein "unabhängiger Unternehmensberater", der langfristige Klimatrends für Unternehmen vorhersagte. Er unterstützte die (wissenschaftlich nicht bewiesene) Idee, dass Vulkane und Erdbeben eher ausgelöst werden, wenn die Gezeitenkraft von Sonne und Mond zusammenfällt, um die Erdkruste maximal zu belasten ( syzygy ). Nachdem Browning berechnet hatte, wann diese Gezeitenkräfte maximal werden, "projizierte" Browning dann, welche Gebiete am stärksten für ein großes Erdbeben gefährdet waren. Ein Gebiet, das er häufig erwähnte, war die Seismische Zone von New Madrid an der südöstlichen Ecke des Bundesstaates Missouri , der Ort von drei sehr großen Erdbeben in den Jahren 1811 bis 1812, die er mit dem Datum des 3. Dezember 1990 verband.

Brownings Ruf und seine wahrgenommene Glaubwürdigkeit wurden gestärkt, als er in verschiedenen Werbeflyern und Anzeigen behauptete, (neben verschiedenen anderen Ereignissen) das Erdbeben von Loma Prieta vom 17. Oktober 1989 vorhergesagt zu haben. Der National Earthquake Prediction Evaluation Council (NEPEC) bildete eine Ad-hoc-Arbeitsgruppe ( AHWG), um Brownings Vorhersage zu bewerten. Sein Bericht (herausgegeben am 18. Oktober 1990) wies ausdrücklich die Behauptung einer erfolgreichen Vorhersage des Erdbebens von Loma Prieta zurück. Eine Abschrift seines Vortrags in San Francisco am 10. Oktober zeigte, dass er gesagt hatte: "Es wird wahrscheinlich mehrere Erdbeben auf der ganzen Welt geben, Richter 6+, und es kann ein oder zwei Vulkane geben" - was im globalen Maßstab etwa Durchschnitt für eine Woche – ohne Erwähnung eines Erdbebens in Kalifornien.

Obwohl der AHWG-Bericht sowohl Brownings Behauptungen über einen früheren Erfolg als auch die Grundlage seiner "Prognose" widerlegte, hatte er nach einem Jahr anhaltender Behauptungen einer erfolgreichen Vorhersage wenig Wirkung. Brownings Vorhersage erhielt die Unterstützung des Geophysikers David Stewart und die stillschweigende Billigung vieler Behörden bei ihren Vorbereitungen auf eine größere Katastrophe, was alles durch die massive Aufdeckung in den Nachrichtenmedien verstärkt wurde. Am 3. Dezember geschah nichts, und Browning starb sieben Monate später an einem Herzinfarkt.

2004 & 2005: Südkalifornien, USA (Keilis-Borok)

Der M8- Algorithmus (entwickelt unter der Leitung von Vladimir Keilis-Borok an der UCLA ) erlangte durch die scheinbar erfolgreichen Vorhersagen der Erdbeben von San Simeon und Hokkaido 2003 Respekt. Auf großes Interesse stieß daher Anfang 2004 die Vorhersage eines Erdbebens der Stärke M ≥ 6,4, das irgendwo in einem Gebiet von etwa 12.000 Quadratmeilen in Südkalifornien am oder vor dem 5. September 2004 auftreten wird. Bei der Bewertung dieser Vorhersage hat das California Earthquake Prediction Evaluation Council (CEPEC) stellte fest, dass diese Methode noch nicht genügend Vorhersagen für die statistische Validierung gemacht hatte und empfindlich auf Eingabeannahmen reagierte. Es kam daher zu dem Schluss, dass keine "besonderen Maßnahmen der öffentlichen Ordnung" gerechtfertigt seien, obwohl es alle Kalifornier "an die erheblichen seismischen Gefahren im gesamten Bundesstaat" erinnerte. Das vorhergesagte Erdbeben ist nicht aufgetreten.

Eine sehr ähnliche Vorhersage wurde für ein Erdbeben am oder vor dem 14. August 2005 in ungefähr derselben Gegend Südkaliforniens gemacht. Die Bewertung und Empfehlung der CEPEC waren im Wesentlichen die gleichen, wobei diesmal darauf hingewiesen wurde, dass die vorherige Vorhersage und zwei weitere nicht erfüllt wurden. Auch diese Vorhersage ist gescheitert.

2009: L'Aquila, Italien (Giuliani)

Am 6. April 2009 um 03:32 Uhr wurde die Region Abruzzen in Mittelitalien von einem Erdbeben der Stärke M 6,3 erschüttert. In der Stadt L'Aquila und Umgebung stürzten rund 60.000 Gebäude ein oder wurden schwer beschädigt, wobei 308 Menschen ums Leben kamen und 67.500 Menschen obdachlos wurden. Etwa zur gleichen Zeit wurde berichtet, Giampaolo Giuliani habe das Erdbeben vorhergesagt, versucht, die Öffentlichkeit zu warnen, sei aber von der italienischen Regierung mundtot gemacht worden.

Giampaolo Giuliani war Labortechniker bei den Laboratori Nazionali del Gran Sasso . Als Hobby verfolgte er seit einigen Jahren Radon mit selbst konstruierten und gebauten Instrumenten. Vor dem Erdbeben von L'Aquila war er der wissenschaftlichen Gemeinschaft unbekannt und hatte keine wissenschaftlichen Arbeiten veröffentlicht. Er war am 24. März von einem italienischsprachigen Blog, Donne Democratiche , zu einem Schwarm von leichten Erdbeben in den Abruzzen interviewt worden, die im vergangenen Dezember begonnen hatten. Er sagte, dass dieser Schwarm normal sei und bis Ende März abnehmen würde. Am 30. März wurde L'Aquila von einem Beben der Stärke 4,0 getroffen, dem bisher größten.

Am 27. März warnte Giuliani den Bürgermeister von L'Aquila, dass es innerhalb von 24 Stunden zu einem Erdbeben kommen könnte, und es ereignete sich ein Erdbeben der Stärke M~2.3. Am 29. März machte er eine zweite Vorhersage. Er telefonierte mit dem Bürgermeister der Stadt Sulmona, etwa 55 Kilometer südöstlich von L'Aquila, und erwarte innerhalb von 6 bis 24 Stunden ein "zerstörendes" oder sogar "katastrophales" Erdbeben. Lautsprecherwagen wurden verwendet, um die Einwohner von Sulmona zur Evakuierung zu warnen, was Panik zur Folge hatte. Es folgte kein Beben und Giuliano wurde wegen Anstiftung zu öffentlicher Besorgnis angeklagt und untersagt, zukünftige öffentliche Vorhersagen zu treffen.

Nach dem Ereignis in L'Aquila behauptete Giuliani, er habe nur wenige Stunden zuvor einen alarmierenden Anstieg der Radonwerte festgestellt. Am Abend vor dem Erdbeben habe er Verwandte, Freunde und Kollegen gewarnt. Anschließend wurde er von der Internationalen Kommission für Erdbebenvorhersage für den Bevölkerungsschutz interviewt, die feststellte, dass Giuliani den Zivilbehörden vor seinem Auftreten keine gültige Vorhersage des Hauptbebens übermittelt hatte.

Schwierigkeiten oder Unmöglichkeit

Wie die vorangegangenen Beispiele zeigen, war die Bilanz der Erdbebenvorhersage enttäuschend. Der Optimismus der 1970er Jahre, dass die routinemäßige Vorhersage von Erdbeben "bald", vielleicht innerhalb von zehn Jahren, erfolgen würde, kam in den 1990er Jahren enttäuschend zu kurz, und viele Wissenschaftler begannen sich zu fragen, warum. Bis 1997 wurde positiv festgestellt, dass Erdbeben nicht vorhergesagt werden können, was 1999 zu einer bemerkenswerten Debatte führte, ob die Vorhersage einzelner Erdbeben ein realistisches wissenschaftliches Ziel ist.

Die Erdbebenvorhersage mag nur deshalb gescheitert sein, weil sie "teuflisch schwierig" ist und noch immer außerhalb der aktuellen Kompetenz der Wissenschaft liegt. Trotz der selbstbewussten Ankündigung vor vier Jahrzehnten, dass die Seismologie „am Rande“ verlässlicher Vorhersagen sei, könnten die Schwierigkeiten dennoch unterschätzt werden. Bereits 1978 wurde berichtet, dass ein Erdbebenbruch durch „heterogene Verteilung der mechanischen Eigenschaften entlang der Verwerfung“ kompliziert werden könnte, und 1986, dass geometrische Unregelmäßigkeiten in der Verwerfungsoberfläche „auf den Beginn und das Stoppen von Brüchen wesentliche Kontrollen auszuüben scheinen“. Eine andere Studie führte signifikante Unterschiede im Fehlerverhalten auf die Reife des Fehlers zurück. Diese Art von Komplexität spiegelt sich in aktuellen Vorhersagemethoden nicht wider.

Möglicherweise fehlt der Seismologie sogar noch ein angemessenes Verständnis ihres zentralsten Konzepts, der elastischen Rebound-Theorie . Eine Simulation, die Annahmen zur Schlupfverteilung untersuchte, ergab Ergebnisse, die "nicht im Einklang mit der klassischen Ansicht der elastischen Rückpralltheorie" standen. (Dies wurde auf Details der Fehlerheterogenität zurückgeführt, die in der Theorie nicht berücksichtigt wurden.)

Erdbebenvorhersage kann an sich unmöglich sein. 1997 wurde argumentiert, dass sich die Erde in einem Zustand selbstorganisierter Kritikalität befindet, "wo jedes kleine Erdbeben eine gewisse Wahrscheinlichkeit hat, in ein großes Ereignis überzugehen". Es wurde auch aus entscheidungstheoretischen Gründen argumentiert, dass "die Vorhersage größerer Erdbeben praktisch unmöglich ist". Im Jahr 2021 berichtete eine Vielzahl von Autoren verschiedener Universitäten und Forschungsinstitute, die den chinesischen seismo-elektromagnetischen Satelliten untersuchten, dass die Behauptungen, die auf selbstorganisierter Kritikalität beruhen, die besagen, dass jedes kleine Erdbeben zu jedem Zeitpunkt schließlich zu einem großen Ereignis kaskadieren kann, nicht Bestand haben im Hinblick auf die bisherigen Ergebnisse der Naturzeitanalyse .

Dass eine Erdbebenvorhersage an sich unmöglich sein könnte, wurde stark bestritten. Aber der beste Beweis für die Unmöglichkeit – eine effektive Erdbebenvorhersage – muss noch nachgewiesen werden.

Erdbebengedächtnis in Zeit und Raum

Eine kürzlich durchgeführte Studie hat das langfristige zeitliche und räumliche Gedächtnis von Erdbeben zwischen den Ereignissen oberhalb einer bestimmten Stärke nachgewiesen und frühere Schlussfolgerungen aus der natürlichen Zeitanalyse bestätigt . Die Studie definierte und analysierte langfristige verzögerte bedingte Wahrscheinlichkeiten. Die Studie ergab unter Verwendung von realen Daten rund um den Globus, dass die verzögerten bedingten Wahrscheinlichkeiten ein Langzeitgedächtnis sowohl für die Zeiten zwischen den Ereignissen als auch für die Entfernungen zwischen den Ereignissen zeigen. Es wurde auch festgestellt, dass die Gedächtnisfunktionen der Skalierung gehorchen und mit der Zeit langsam abklingen. Zu einem charakteristischen Zeitpunkt (in der Größenordnung von einem Jahr) geht der Zerfall jedoch in einen schnelleren Zerfall über. Diese Ergebnisse hängen wahrscheinlich mit Nachbeben zusammen, könnten aber dennoch nützlich sein, um Erdbebenvorhersagen zu verbessern. Ein verbessertes ETAS-Modell basierend auf Gedächtnisergebnissen wurde von Zhang et al.

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

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