Ingen kan förutse när eller var en jordbävning kommer att inträffa, men 2011 trodde forskare att de hade bevis för att små underjordiska skakningar kallade förskott kunde ge viktiga ledtrådar. Om sant, det föreslog att seismologer en dag skulle varna människor för annalkande stormar.

Men en ny studie publicerad i onlineutgåvan den 4 juni av Naturgeovetenskap av forskare vid Stanford University och Boğaziçi University i Turkiet har gett tvivel om dessa tidigare fynd och om det prediktiva värdet av förskott.

De tidigare bevisen kom från en jordbävning med magnituden 7,6 1999 nära Izmit, Kalkon, som dödade fler än 17, 000 personer. En studie från 2011 i tidskriften Vetenskap fann att det dödliga skalvet föregicks av en serie små förskott – potentiella varningstecken på att en stor seismisk händelse var nära förestående.

"Vi har gått tillbaka till jordbävningen i Izmit och tillämpat nya tekniker för att titta på seismiska data som inte var tillgängliga 2011, " sa huvudförfattaren William Ellsworth, en professor (forskning) i geofysik vid Stanford School of Earth, Energi- och miljövetenskap. "Vi fann att förskotten var precis som andra små jordbävningar. Det fanns inget diagnostiskt i deras förekomst som skulle tyda på att en större jordbävning var på väg att inträffa."

"Vi skulle alla vilja hitta ett vetenskapligt giltigt sätt att varna allmänheten innan en jordbävning börjar, " sa medförfattaren Fatih Bulut, en biträdande professor i geodesi vid Bo? aziçi -universitetets Kandilli -observatorium och forskningsinstitut för jordbävningar. "Tyvärr, vår studie leder inte till ny optimism om vetenskapen om jordbävningsprognos. "

Hur börjar jordbävningar?

Forskare inklusive Ellsworth har föreslagit två idéer om hur stora jordbävningar bildas, en av dem – om forskare kan upptäcka dem – skulle kunna varna för ett större skalv.

"Omkring hälften av alla större jordbävningar föregås av mindre förskott, "Ellsworth sa." Men förutslag har bara förutsägande värde om de kan särskiljas från vanliga jordbävningar. "

En idé, känd som kaskadmodellen, antyder att förskott är vanliga jordbävningar som färdas längs en förkastning, ett skalv utlöser ett annat i närheten. En serie mindre kaskadskadande skalv kan slumpmässigt utlösa en större jordbävning, men kunde lika gärna peta ut. I denna modell, en serie små jordbävningar skulle inte nödvändigtvis förutsäga ett stort skalv.

"Det är lite som dominos, " sa Bulut. "Om du slumpmässigt lägger dominos på ett bord och slår en omkull, det kan utlösa en andra eller tredje att falla ner, men kedjan kan stanna. Ibland träffar man den där magiska som får hela raden att falla."

En annan teori tyder på att förskott inte är vanliga seismiska händelser utan distinkta signaler om en pågående jordbävning som drivs av långsam glidning av förkastningen. I denna modell, förskott upprepade gånger bryter samma del av felet, vilket får den att sakta glida och så småningom utlösa en stor jordbävning.

I den långsamma modellen, upprepade förskott från samma plats kan vara tidiga varningar om att ett stort skalv är på väg. Frågan hade varit om forskare kunde upptäcka en långsam glidning när den sker och skilja den från alla andra serier av små jordbävningar.

Tidigare studier

Under 2011, ett team hävdade i Science att förskotten före jordbävningen 1999 i Izmit drevs av långsam glidning, och kunde ha upptäckts med rätt utrustning - det första beviset på att förutslag skulle vara användbara för att förutsäga en större jordbävning.

"Det resultatet har haft ett stort inflytande när det gäller att tänka på frågan om förskott kan vara förutsägande, " sa Ellsworth.

Staden Izmit ligger på den norra anatoliska förkastningen, som sträcker sig cirka 900 miles (1, 500 kilometer) över Turkiet. För 2011 års studie, ett team analyserade data från en enda seismisk station flera mil från jordbävningens epicentrum, som slutligen registrerade seismogram av 18 förskott som inträffade cirka 9 miles (15 kilometer) under ytan - mycket nära där den större jordbävningen började - och var och en med liknande vågformer.

Dessa likheter fick författarna att dra slutsatsen att alla förchocken upprepade gånger bröt samma punkt på felet, drivs av långsam halka som i slutändan utlöste den stora jordbävningen. De drog slutsatsen att övervakning av liknande händelser kan ge snabba varningar om att ett stort skalv är nära förestående.

"Science paper drog slutsatsen att det var mycket långsam glidning, och hade vi varit där med rätt instrument hade vi kanske sett det, " Sa Ellsworth. "Vi bestämde oss för att testa den idén att förskotten var samlokaliserade."

dominoeffekt

Istället för att förlita sig på data från en seismisk station, Ellsworth och Bulut analyserade seismogram som registrerats vid ytterligare nio stationer under jordbävningen 1999.

Med fler stationer, Ellsworth och Bulut identifierade totalt 26 förskott. Ingen var identisk, och de största flyttade successivt från väst till öst längs förkastningen. Detta fynd överensstämmer med kaskadmodellen, där en vanlig jordbävning utlöser ett nytt skalv på en angränsande del av förkastningen, men förutsäger inte nödvändigtvis ett stort skalv.

Bulut och Ellsworth fann inga bevis för att långsam glidning spelade en roll för att utlösa jordbävningen Izmit.

"Författarna till Science paper var ganska optimistiska, men det de föreslog hade hänt hände inte, " sa Ellsworth.

Vad forskarna inte vet är varför denna serie av kaskadförskjutningar utlöste en massiv jordbävning när så många andra inte gör det. Ellsworth sa att utan bättre seismisk instrumentering, viktiga utmaningar som vår förmåga att förutsäga jordbävningar kommer att finnas kvar.

"Vi ger inte upp förskotten bara för att vi för närvarande inte kan skilja dem från andra jordbävningar, ", sa Ellsworth. "Vi vill förstå om de har prediktivt värde och om inte, varför inte. För att svara på den frågan kommer det att krävas observationer som görs nära åtgärden, djupt i hjärtat av jordbävningsmaskinen, inte som vi för närvarande gör från ytan där vi är blinda för förändringar djupt under jorden."