Jordbävningar – som en blixt – slår ner oförutsägbart. Jordens tektoniska plattor, dock, dölj subtila varningar om att ett större fel snart kan gå sönder. Som att förutse ett åskväder, att veta hur man läser varningarna kan hjälpa samhällen att skydda liv, infrastruktur och lokala ekonomier.

I årtionden, forskare har kämpat för att på ett tillförlitligt sätt ge prognoser för stora jordbävningar, men nu, ett internationellt team av forskare under ledning av University of Texas i Austin har inlett ett nytt initiativ för att göra just det.

"Fysikbaserad prognos är vad vi försöker uppnå, " sa projektledare Thorsten Becker, en professor vid UT:s Jackson School of Geosciences.

Det femåriga projektet, finansierat av National Science Foundation (NSF), kommer att utveckla nya datorverktyg, programvara och instruktionsmaterial fokuserat på prognosmodellering. Teamet kommer också att utbilda elever, hålla workshops och rekrytera nya beräkningsgeoforskare genom att dra nytta av förbisedda talangpooler och nå ut till undertjänade samhällen.

Det slutliga målet:datormodeller som kan förutsäga chanserna att en jordbävning inträffar och dess sannolika inverkan, liknande de som används för att förutsäga vädret men på längre tidsskalor.

Becker förväntar sig inte att se jordbävnings "väder" prognoser inom fem år, men han tror att idén nu är tekniskt möjlig. Huvuddelen av det som återstår är att ta reda på fysiken som styr jordbävningar och deras inneboende osäkerheter:nyckelingredienser i prognostiseringsprocessen.

UT-forskarna kommer att samarbeta med forskare vid universitet och nationella laboratorier som arbetar på tre av världens jordbävningshärdar:USA:s nordvästra Stillahavsområdet, Nya Zeeland och Japan. De valda platserna är alla subduktionszoner – platser där tektoniska plattor möts. Skillnaderna mellan dem kommer att tillåta forskare att testa sina modeller och ta reda på vilka förhållanden de ska leta efter när de avgör om en jordbävning är sannolik.

Subduktionszoner är viktiga eftersom de är platserna för världens kraftigaste jordbävningar och kan utlösa farliga tsunamier, som den efter jordbävningen i Indiska oceanen 2004 som dödade nästan en kvarts miljon människor i 14 länder.

De är en utmaning att studera, dock, eftersom de vanligtvis ligger offshore och drivs av djupa geologiska krafter som tar hundratals till miljoner år att utvecklas, på skalor från bråkdelar av en tum till tusentals miles. Det är därför jordbävningsforskare vänder sig till datorer för att simulera fel och deras tektoniska inställningar. Det nya projektet kommer att leta efter luckor i fysiken och ta reda på vad som behöver mätas för att göra simuleringarna mer användbara för prognosmakare.

"Det är lite som att beräkna sannolikheten för en pandemi, sa Laura Wallace, en forskare vid University of Texas Institute for Geophysics, som är baserad i Nya Zeeland. "Du kan inte veta när och var nästa kommer att hända, men du kan titta på faktorer som gör det mer sannolikt och modellera hur det kan utvecklas."

Becker och Wallace får sällskap i projektet av medledare Alice Gabriel, en jordbävningsfysiker vid Scripps Institution of Oceanography och LMU München, Tyskland, och Dana Thomson, en uppsökande koordinator för Jackson School som kommer att hjälpa till att rekrytera en ny generation beräkningsgeoforskare. I projektet ingår forskare vid Jackson School, dess institut för geofysik, UT:s Oden Institute for Computational Engineering and Sciences, och superdatorer vid Texas Advanced Computing Center.