Tills nu, det fanns inget sätt att förutsäga om en kraftig jordbävning sannolikt kommer att följas av en av ännu större omfattning. Men resultaten av en studie som nyligen publicerades i Natur av Laura Gulia och Stefan Wiemer från Swiss Seismological Service (SED) vid ETH Zürich väcker förhoppningar om att vi snart kommer att kunna göra just det, i realtid.

En sådan vetenskaplig upptäckt skulle få långtgående konsekvenser för civilskyddet, möjliggöra mer tillförlitliga beslut om evakuering av människor, tillåta räddningsarbetare att rikta sina insatser i enlighet därmed, och tillåta genomförande av åtgärder för att säkra kritisk infrastruktur, som kraftverk.

Medan de flesta större jordbävningar inte föregås av förutslag, de följs alltid av tusentals efterskalv, vars frekvens och storlek bleknar med tiden. Dock, i vissa fall, en större jordbävning följs av en ännu kraftfullare. Detta var vad som hände i sekvenserna av jordbävningar som drabbade centrala Italien 2016 eller Ridgecrest, Kalifornien (USA) i juli 2019.

Baserat på senaste seismiska data, studiens författare har tagit fram en metod som kan användas för att avgöra om en sekvens av jordbävningar tar slut eller kommer att följas av en ännu kraftigare jordbävning. Den relevanta parametern de undersökte var det så kallade b-värdet, som kännetecknar förhållandet mellan storleken och antalet skalv. Laboratoriemätningar visar att detta värde indirekt indikerar spänningstillståndet i jordskorpan. I seismiskt aktiva regioner, b-värdet är vanligtvis nära ett, vilket innebär att det finns ungefär tio gånger så många jordskalv med magnitud tre än skalv med en storlek på fyra eller högre.

Ett trafikljussystem

Forskarna har nu visat att b-värdet förändras systematiskt under en jordbävningssekvens. För att bevisa detta, de undersökte data från 58 sekvenser och kom med ett trafikljussystem som indikerar vad som skulle hända härnäst. När b-värdet sjunker med 10 procent eller mer, trafikljuset blir rött, tyder på akut fara för en ännu kraftigare skalv. I de flesta fallen, fastän, b-värdet stiger med 10 procent eller mer och trafikljuset blir grönt, att ge det helt klart genom att förutsäga en typisk sekvens som gradvis kommer att försvinna. Detta hände i 80 procent av sekvenserna som fångades i datamängder som undersöktes av forskarna. Trafikljuset visar gult när b-värdet stiger eller sjunker med mindre än 10 procent, vilket betyder att det är oklart vad som händer härnäst.

Trafikljussystemet som forskarna tagit fram visade sig vara korrekt i 95 procent av fallen de undersökte. Den observerade förändringen av b-värdet avslöjade hur en sekvens skulle utvecklas, som anger om en ännu kraftigare jordbävning skulle följa eller inte. Som sagt, deras resultat måste verifieras genom att undersöka andra datamängder innan ett sådant system faktiskt kan användas för civilskydd. Systemets framgångsrika distribution skulle också kräva ett tätt seismiskt nätverk och motsvarande databehandlingskapacitet. På alla sätt har alla regioner som kan dra nytta av ett sådant trafikljussystem för närvarande sådana resurser.