Gli scienziati saranno in grado di prevedere le magnitudo dei terremoti prima che mai grazie alla nuova ricerca di Marine Denolle, ricercatore presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dei Pianeti (EPS).

"Per i terremoti di scivolamento di grande intensità come quelli che si verificano sulla faglia di Sant'Andrea, che rischiano di rompersi per circa 50 secondi, saremmo in grado di prevedere le magnitudini finali da 2 a 5 secondi dopo aver ricevuto la prima onda sismica, " disse Denolle, autore senior dello studio apparso di recente in Lettere di ricerca geofisica .

Denolle condivide la paternità con Philippe Danré, il primo autore ed ex visiting master dell'EPS; Jiuxun Yin, un dottorato di ricerca candidato alla Scuola di Dottorato in Lettere e Scienze; e Brad Lipovsky, un ricercatore dell'EPS. Il team ha anche dimostrato che l'attività dei terremoti è effettivamente organizzata, non caotico come gli scienziati avevano creduto in precedenza.

"La nostra ricerca, che è tecnicamente piuttosto semplice, fornisce risposte rilevanti non solo per la dinamica dei terremoti, ma alla previsione del comportamento del terremoto prima che il terremoto finisca, " disse Denolle. Anche se non c'è ancora modo di prevedere i terremoti prima che comincino, i sistemi di rilevamento della corrente sono costituiti da una serie di sensori che trasmettono segnali per determinare la posizione e la magnitudo una volta che si verifica un rapido scuotimento.

Denolle e il suo team hanno utilizzato prodotti di dati e creato modelli numerici per prevedere la magnitudo finale di un terremoto da 10 a 15 secondi più velocemente dei migliori algoritmi odierni, secondi che potrebbero fornire abbastanza tempo alle persone per uscire da un edificio o ai funzionari per fermare il traffico prima che inizi la scossa.

Il team ha iniziato esaminando i modelli di segnali sismici, forme d'onda transitorie che si irradiano dalla prima rottura in una faglia, una sottile cucitura di roccia frantumata che separa due blocchi della crosta terrestre. Un terremoto si verifica quando i blocchi si liberano. Gli scienziati leggono queste onde usando uno strumento sotterraneo chiamato sismometro che traduce i movimenti in un grafico chiamato sismogramma. "I sismogrammi ci danno informazioni su cosa è successo sulla faglia nel luogo in cui si è verificato il terremoto, " disse Denolle.

Denolle e il suo team hanno combinato i precedenti sismogrammi, che ha registrato i cambiamenti delle onde nel tempo mentre viaggiavano tra il sismometro e la faglia. Questo prodotto dati, nota come "funzione del tempo di origine, " fornisce una lettura più accurata delle onde dalla sorgente su lunghe distanze.

Denolle e il suo team hanno esaminato un catalogo di funzioni temporali di origine dei terremoti in tutto il mondo tra il 1990 e il 2017. Hanno scoperto che i grandi terremoti sono in realtà composti da una serie di sottoeventi, eventi più piccoli la cui dimensione è quasi proporzionale a quella principale. Il team ha concluso che potevano prevedere la dimensione finale di un terremoto in base alla dimensione dei primi sottoeventi.

"L'auto-organizzazione delle rotture sismiche è ben spiegata dall'eterogeneità sulla faglia, e la nostra attuale conoscenza della fisica dei terremoti può spiegare le nostre osservazioni, " disse Denolle.

I ricercatori sperano che il loro lavoro continuerà ad evolversi e possa un giorno aiutare a migliorare gli algoritmi per i primi avvisi di terremoto. Per fare questo, lavoreranno per estrarre segnali ad alta frequenza più accurati dai terremoti per comprendere meglio le loro dinamiche.

"Infine, ci auguriamo che lo studio possa fornire alcune linee guida per una corretta modellazione di grandi terremoti, e fungere da strumento per l'allerta precoce dei terremoti, soprattutto per le regioni che prevedono forti terremoti, come la costa del Pacifico e il Giappone, " disse Denolle.