Vi kanske aldrig helt och hållet kan förutsäga jordbävningar som de som drabbade centrala Italien 2016, men vi skulle bättre kunna bedöma hur de kommer att spela ut genom att sammanföra data från olika vetenskapliga områden i ett nytt Europaomfattande observatorium, säger forskare.

Under 2016 och början av 2017 en serie stora jordbävningar skakade centrala Italien. I bergstaden Amatrice, en jordbävning med magnituden 6,2 ödelade staden och krävde nästan 300 människors liv, med ytterligare hundratals skadade.

Richard Walters, en biträdande professor vid institutionen för geovetenskaper vid Durham University, STORBRITANNIEN, har studerat en mängd olika datauppsättningar för att förstå hur dessa skalv utspelade sig. Han och hans kollegor fann att ett nätverk av underjordiska förkastningar innebar att det fanns en serie seismiska händelser snarare än en stor jordbävning – ett fynd som kan hjälpa forskare att förutsäga hur framtida seismiska händelser utvecklas.

"Vi kunde bara uppnå detta genom att analysera en enorm mängd datauppsättningar, " sa Dr Walters. Dessa inkluderade kataloger över tusentals små efterskalv, kartor över jordbävningsbrott uppmätt av geologer som klättrar över italienska sluttningar, GPS-baserade markrörelsemätningar, data som samlats in av en satellit hundratals kilometer uppåt, och seismologiska data från ett globalt nätverk av instrument.

"Många av dessa datauppsättningar eller bearbetade produkter delades generöst av andra forskare gratis, och var grundläggande för våra resultat, " sa han. "Det är så vi gör stora framsteg."

Just nu, denna typ av forskning kan förlita sig på att ha ett starkt kontaktnät och missgynna dem som saknar dem. Det är där ett nytt initiativ kallat European Plate Observing System (EPOS), planeras att lanseras 2020, kommer in.

Syftet är att skapa ett onlineverktyg som sammanför dataprodukter och kunskap till ett centralt nav över de solida geovetenskapliga disciplinerna.

"Tanken är att en forskare kan gå till EPOS-portalen, där de kan hitta ett förvar med alla jordbävningsbrottsmodeller, historiska jordbävningsdata och stamkartor, och använda dessa data för att göra en tolkningsmodell, " sa professor Massimo Cocco, projektets samordnare.

"En vetenskapsman som studerar en jordbävning, en vulkan, en tsunami, och så vidare, måste kunna komma åt mycket olika data som genereras av olika gemenskaper."

Mosaik

Just nu, rön om solid geovetenskap i europeisk skala är utspridda bland en mosaik av hundratals forskningsorganisationer. Utmaningen är att införliva en mängd tillgänglig information från många olika vetenskapliga områden, använder en kombination av realtid, historiska och tolkningsdata.

EPOS kommer att integrera data från 10 områden inom geovetenskap, inklusive seismologi, geodesi, geologiska data, vulkanobservationer, satellitdataprodukter och antropogena – eller människopåverkade – faror.

Det kommer att hjälpa till att bygga vidare på den typ av dataintegration som hände efter jordbävningen i Amatrice, där den ledande organisationen bakom EPOS – Italiens nationella institut för geofysik och vulkanologi (INGV) – var involverad i att koordinera och främja datadelning.

Detta inkluderade realtidsdata från temporära sensorinstallationer, såväl som kartor över seismiska faror, satellitdataprodukter och geofysiska data – vilket leder till en första modell av skalvets orsakskälla inom 48 timmar för att underlätta nödplanering.

Än så länge, en prototyp av portalen har utvecklats och den kommer nu att testas av användare under det kommande året för att säkerställa att den uppfyller behoven.

Dr Walters sa att EPOS är rätt i tiden. "Projekt som EPOS är särskilt lägliga och värdefulla just nu, eftersom många av underdisciplinerna som utgör solid jord geovetenskap går in i big datas era, " han sa.

Eyjafjallajökull

Utbrottet av den isländska vulkanen Eyjafjallajökull 2010 belyser en annan fråga som EPOS hoppas kunna förbättra – utmaningen med samordning över gränserna. Även om denna händelse inte kostade människoliv, det hade ett mycket bredare genomslag i Europa, vilket leder till att flygningar stannar i hela regionen och kostar flygbolagen uppskattningsvis 1,3 miljarder euro.

I sådana fall, sa prof. Cocco, det hjälper att känna till faktorer som askans sammansättning, något som påverkar hur en plym färdas men som inte nödvändigtvis ingår i meteorologernas modeller. Den kunskapen skulle kunna erhållas genom tillgång till vulkanologiska data, och används även av luftfartsmyndigheter och flygbolag, potentiellt för att designa system för att skydda motorer.

Prof. Cocco sa att tanken är att EPOS också skulle kunna användas av människor utanför forskarsamhället för att "öka samhällets motståndskraft mot georisker." En ingenjör eller organisation skulle kunna använda data om markskakningar eller jordbävningar för att underlätta säker exploatering av resurser eller utvärdera riskerna med att bygga ett kärnkraftverk, till exempel.

Dessutom, Syftet är att göra det lättare för studenter eller unga forskare att tolka data med hjälp av verktyg, programvara, självstudier och upptäcktstjänster, snarare än att bara ha tillgång till rådata. "Annat, du tillhandahåller endast användbarhet till skickliga vetenskapsmän, " sade prof. Cocco. "Detta, till mig, är det enda sättet att uppnå öppen vetenskap."

För närvarande, EPOS-gemenskapen består av cirka 50 partners i 25 europeiska länder, med hundratals forskningsinfrastrukturer, institut och organisationer som tillhandahåller data. Organisationen har, under tiden, lämnade in en slutlig ansökan om att bli en juridisk person känd som ett European Research Infrastructure Consortium (ERIC), med ett beslut om att inrätta ERIC som väntas inom de närmaste två månaderna. Denna officiella status kommer att underlätta integrationen med andra nationella och europeiska organisationer, och har fördelar i tilldelningen av medel, sa prof. Cocco.

Professor Giulio Di Toro, en strukturgeolog vid universitetet i Padova i Italien, sa att det är bra att ha den här typen av nav för att sammanföra information och förbättra åtkomsten, men också viktigt att se till att det inte leder till ökad byråkrati. Om institutioner stöter på finansieringsfrågor, det kan också utgöra en utmaning för deras förmåga att dela data, han tillade:"Om du under några år inte får bidrag, du kommer inte att producera data att dela."

Under tiden, Dr Walters ser en positiv anda som återspeglas i dessa typer av initiativ. "Medan i Europas nuvarande klimatpolitiker kanske sätter upp gränser, " han sa, 'Forskare i samma länder försöker ännu hårdare att bryta ned nationella barriärer, och arbeta tillsammans för att bygga något bättre för alla."