Stațiile GPS dezvăluie mișcarea scoarței terestre înainte de cutremurele majore, dar semnalul nu poate fi încă integrat în sistemele de alarmă existente în prezent în lume.

Sistemele consacrate de avertizare la cutremur oferă în cel mai bun caz doar un minut sau două înainte de declanșarea seismului. Decenii de căutare a unui semnal de avertizare mai bun – fluctuații în geochimia apelor subterane, efecte electromagnetice în atmosfera superioară și chiar schimbări în comportamentul animalelor– au eșuat. Mulți se întreabă dacă un astfel de semnal de avertizare poate exista.

Acum, cercetătorii spun că au identificat schimbări aproape imperceptibile de-a lungul plăcilor tectonice cu până la 2 ore înainte de cutremurele mari, potrivit unui raport publicat astăzi în Science . Deși sistemele de monitorizare existente nu pot încă capta acest semnal în timp real, descoperirea indică un viitor în care locuitorii s-ar putea retrage în zone sigure înainte de cele mai catastrofale cutremure.

„Este pur și simplu tentant”, spune Richard Allen, seismolog la Universitatea din California, Berkeley, care nu a fost implicat în lucrare. „Întreaga idee de a putea prezice începutul unui cutremur este o afacere foarte mare.”

Cutremurele au loc atunci când două blocuri din scoarța terestră, blocate împreună de-a lungul unei falii, acumulează stres până când alunecă într-un mod spectaculos. Cercetătorii au dezbătut multă vreme dacă această ruptură are loc imediat sau începe lent, crescând viteza într-un mod care ar putea fi detectat din timp.

Semne ale unor astfel de semnale precursoare au fost observate pentru cutremurele individuale, dar nu au dat niciodată un semnal care s-ar putea aplica tuturor cutremurelor, spune Quentin Bletery, geofizician la Universitatea Côte d’Azur.

„Cutremurele sunt previzibile”

Bleery și coautorul său de la universitate, geodezistul Jean-Mathieu Nocquet, s-au întrebat dacă un semnal de alunecare timpuriu ar ieși în evidență dacă ar aduna datele de la mai multe cutremure mari: cu 90 mai mari decât magnitudinea 7 care au avut loc în ultimele 2 decenii.

Ei au compilat înregistrări de la stațiile GPS din apropierea cutremurelor care surprind mișcarea pământului la fiecare 5 minute cu o precizie de câțiva milimetri. Rezultatul a fost mai mult de 3.000 de serii temporale de mișcare în ferestrele de 48 de ore care au condus la principalele rupturi.

Bleery și Nocquet au pus seriile cronologice una peste alta. În primele 46 de ore, au descoperit că înregistrările sunt practic lipsite de puncte comune. Dar în cele 2 ore dinaintea cutremurului, cei doi au găsit semne de mișcare în creștere - ca și cum anomaliile ar începe să alunece înaintea rupturii principale, spune Bletery.

Șansele ca această creștere să apară întâmplător chiar înainte de cutremur părea scăzută, dar pentru a o confirma, au analizat 100.000 de ferestre de timp aleatorii în datele GPS care nu au avut loc cutremur și au descoperit că un model similar a avut loc doar în 0,03% din timp. „Acest lucru ne spune că cutremurele sunt previzibile în natură”, spune Bletery. „Doar că nu avem încă instrumentul necesar care să ne conducă la predicții.”

O descoperire „interesantă și provocatoare”

Datele lor sunt departe de a fi perfecte, admite Bletery. Cifrele sunt dominate de stațiile GPS pentru zonele de anomalii puternic instrumentate. Cutremurul Tohoku cu magnitudinea 9 din 2011 din Japonia, de exemplu, a fost responsabil pentru 355 din seriile de timp analizate de echipă. Acest cutremur a avut o influență atât de mare asupra datelor, încât oamenii de știință l-au scos din analiză pentru a verifica dacă mișcarea precursoare a existat fără el.

Și mișcarea terenului este atât de subtilă încât numai prin adunarea tuturor datelor, precursorul cutremurului a ieșit în evidență, spune Bletery. „Dacă eliminați doar unul sau două cutremure, tot vedeți”, spune el. „Dar dacă scoți jumătate dintre ele, este greu de văzut.”

Descoperirea este „interesantă și provocatoare”, spune Paul Segall, geofizician la Universitatea Stanford, dar aceasta va fi supusă mai multor analize. De exemplu, el spune că nu este sigur că echipa a eliminat cu succes contaminarea din datele GPS care ar putea proveni de la mici șocuri care apar adesea înaintea cutremurelor mari.

Dacă statisticile vor rezista acestuit test, este, de asemenea, greu de înțeles de unde provine acest interval de timp specific și arbitrar de 2 ore, având în vedere diversitatea comportamentului la cutremur, adaugă Andrew Barbour, geofizician la US Geological Survey. „Nu oferă o explicație satisfăcătoare pentru asta.”

Sistemul de avertizare pentru cutremur pentru Coasta de Vest a SUA va folosi datele studiului

De asemenea, semnalul precursor nu va fi folosit pentru avertizări ale populației prea curând, spune Noel Jackson, geodez la Universitatea din Kansas. „Suntem la câțiva pași de a ști dacă îl putem folosi.” Tehnica lor presupunea să știe dinainte în ce direcție avea să se deplaseze ruptura. Și pentru a detecta semnalul slab de alunecare la o anomalie individuală, cercetătorii ar avea nevoie de mult mai multe stații GPS care ar fi mult mai sensibile.

Cu toate acestea, multe dintre zonele de cutremur din lume nu sunt deloc analizate, așa că cercetătorii nu știu dacă fiecare cutremur mare prezintă același model. „Se întâmplă asta tot timpul?” spune Bleery. „Nu putem răspunde la această întrebare.”

ShakeAlert, sistemul de avertizare timpurie pentru cutremur pentru Coasta de Vest a SUA, este pe cale să înceapă să folosească datele GPS pentru a optimiza alertele sale la seism , spune Allen. Ar fi un vis dacă cumva acest semnal precursor ar putea fi adaptat pentru sistemul de avertizare, spune el.

Dar mai întâi, cercetătorii trebuie să confirme că pot detecta această alunecare precursor pe o anomalie individuală care este gata să aibă loc. Allen i-ar plăcea să încerce falia Hayward, o zonă cu cutremure majore situată la câteva sute de metri de biroul său din Berkeley. „Este ceva aici”, spune el. „Trebuie doar să ne dăm seama ce.”