I ricercatori hanno da tempo buone ragioni per credere che i terremoti siano intrinsecamente imprevedibili. Ma una nuova scoperta della Northwestern University potrebbe essere un cambiamento sismico per quel vecchio modo di pensare.

Un team interdisciplinare ha recentemente scoperto che "i terremoti lenti, " che rilasciano energia per un periodo da ore a mesi, potrebbe potenzialmente portare a "terremoti regolari" nelle vicinanze. La scoperta potrebbe aiutare i sismologi a prevedere meglio alcuni forti terremoti che si verificheranno entro una certa finestra di tempo, consentendo avvertimenti e altri preparativi che possono salvare vite umane.

"Mentre l'accumulo di stress nella crosta terrestre è ampiamente prevedibile, il rilascio dello stress tramite terremoti regolari è di natura più caotica, il che rende difficile prevedere quando potrebbero verificarsi, " ha detto Kevin Chao, uno studioso di data science presso il Northwestern Institute on Complex Systems. "Ma negli ultimi anni, sempre più ricerche hanno scoperto che i grandi terremoti nelle zone di subduzione sono spesso preceduti da scosse premonitrici e terremoti lenti".

Con il sostegno della National Science Foundation, la ricerca è stata pubblicata su Journal of Geophysical Research:Solid Earth . Chao, che è anche membro del Centro per l'ottimizzazione e l'apprendimento statistico della Northwestern, servito come primo autore del documento. Suzan van der Lee, un professore di scienze della terra e planetarie al Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern, anche contribuito al lavoro.

Chao e i suoi colleghi hanno iniziato il loro lavoro diversi anni fa rivolgendosi a una regione all'interno di Taiwan, ospita circa 100 stazioni sismiche che hanno registrato ininterrottamente il movimento del suolo per anni. È stato lì che la squadra ha notato tremori profondi, un tipo di terremoto lento che si ripete tipicamente in cicli di giorni o settimane.

"Il tremore profondo è molto sensibile ai piccoli cambiamenti di stress, " disse Chao. "Allora, abbiamo deciso di usarli come misuratori di stress per monitorare le variazioni locali nell'accumulo e nel rilascio dello stress prima e dopo grandi terremoti".

Per rilevare e monitorare questa attività di tremore profondo, Il team di Chao ha sviluppato un sofisticato set di algoritmi e lo ha applicato ai dati di 10 stazioni sismiche di Taiwan. Hanno scoperto che il tremore profondo ha iniziato a cambiare il suo comportamento circa due mesi prima del verificarsi di un terremoto di magnitudo 6,4 nel marzo 2010 nel sud di Taiwan. La durata del tremore, Per esempio, aumentato di due volte prima di questo evento e ha continuato ad aumentare in seguito.

Sebbene il tremore profondo sia stato segnalato per la prima volta nel 2002, gli scienziati non hanno trovato molti casi in cui il comportamento è cambiato prima di grandi terremoti. "Dopo il terremoto di magnitudo 6,4, abbiamo notato un potenziale per studiare il tremore profondo vicino all'evento, " Chao ha detto. "Abbiamo identificato l'aumento della durata del tremore tre settimane prima del terremoto, ma inizialmente non siamo riusciti a trarre conclusioni perché i tassi di tremore aumentano continuamente e per ragioni diverse.

Ma tre anni dopo la magnitudo 6,4, Chao e i suoi colleghi hanno notato che le loro osservazioni sull'attività del tremore coincidevano con una registrazione GPS nelle vicinanze, che indicava un'inversione nella direzione del movimento del suolo vicino a fonti di tremore.

Combinando i dati degli osservatori della Terra, come stazioni GPS e sismiche, con statistiche e una serie di algoritmi, il team ha dimostrato che i cambiamenti nei modelli di tremore profondo potrebbero segnalare un imminente terremoto nelle vicinanze. Per testare ulteriormente la scoperta, Chao ha esaminato quattro terremoti aggiuntivi e ha scoperto che esistevano modelli precursori simili. Lui e Van der Lee sperano che questo lavoro possa ispirare più ricerca basata sui dati nel campo della sismologia.

"È necessaria molta più analisi dei dati di questi minuscoli ma affascinanti segnali di tremore, " Egli ha detto, "prima che le previsioni dei terremoti a medio e breve termine diventino affidabili".