A livello regionale e mondiale, il verificarsi di grandi terremoti superficiali sembra seguire uno schema matematico chiamato la Scala del Diavolo, dove gli ammassi di eventi sismici sono separati da lunghi ma irregolari intervalli di quiete sismica.

Il ritrovamento pubblicato su Bollettino della Società Sismologica d'America differisce dal modello previsto dalla modellazione classica dei terremoti che suggerisce che i terremoti si verificherebbero periodicamente o quasi periodicamente in base a cicli di accumulo e rilascio di stress tettonico. Infatti, dice Yuxuan Chen dell'Università del Missouri, Colombia, e colleghi, le sequenze periodiche di grandi terremoti sono relativamente rare.

I ricercatori fanno notare che i loro risultati potrebbero avere implicazioni per la valutazione del rischio sismico. Ad esempio, hanno scoperto che queste grandi sequenze di terremoti (quelle con eventi di magnitudo 6.0 o superiore) sono "più esplosive" del previsto, il che significa che il raggruppamento dei terremoti nel tempo determina una maggiore probabilità di ripetere gli eventi sismici subito dopo un grande terremoto. Il divario irregolare tra esplosioni di eventi rende anche più difficile prevedere un tempo di ricorrenza medio tra grandi terremoti.

I cataloghi dei sismologi per i grandi terremoti in una regione potrebbero includere troppo pochi terremoti in un tempo troppo breve per catturare l'intero modello di scala, rendendo "difficile sapere se i pochi eventi in un catalogo si sono verificati all'interno di un cluster di terremoti o hanno attraversato sia i cluster che gli intervalli di quiescenza, " Hanno notato Chen e i suoi colleghi.

"Per questo stesso motivo, dobbiamo essere cauti quando valutiamo che un evento è "in ritardo" solo perché il tempo misurato dall'evento precedente ha superato un "tempo medio di ricorrenza" basato su un catalogo incompleto, " hanno aggiunto.

La scala del diavolo, a volte chiamata funzione di Cantor, è un frattale dimostrato da sistemi dinamici non lineari, in cui un cambiamento in qualsiasi parte potrebbe influenzare il comportamento dell'intero sistema. In natura, il modello può essere trovato nelle sequenze di sedimentazione, cambiamenti nei tassi di sollevamento ed erosione e inversioni nel campo magnetico terrestre, tra gli altri esempi.

Ph.D. di Chen il consigliere Mian Liu ha avuto un'insolita introduzione alla Scala del Diavolo. "Mi sono imbattuto in questo argomento alcuni anni fa, quando ho letto dello studio di due ricercatori dell'UCLA sullo schema temporale di un famigerato serial killer, Andrei Chikatilo, che ha ucciso almeno 52 persone dal 1979 al 1990 nell'ex Unione Sovietica, " ha spiegato. "Il modello di tempo dei suoi omicidi è una scala del diavolo. I ricercatori stavano cercando di capire come funzionasse la mente del criminale, come i neuroni si stimolano a vicenda nel cervello. Ero incuriosito perché mi sono reso conto che i terremoti funzionano in modo simile, che una rottura di faglia potrebbe stimolare l'attività su altre faglie mediante il trasferimento di stress."

"Concettualmente, sappiamo anche che molti grandi terremoti, che comportano la rottura di segmenti di faglia multipli e variabili in ciascuna rottura, violare l'assunto di base del modello periodico dei terremoti, che si basa sull'accumulo e sul rilascio ripetuti di energia su un dato piano di faglia, " ha aggiunto Liù.

I fattori che controllano gli eventi raggruppati sono complessi, e potrebbe comportare lo stress che stimola un terremoto, cambiamenti nelle proprietà di attrito e trasferimento di stress tra faglie o segmenti di faglia durante una rottura, tra gli altri fattori, ha detto Gang Luo dell'Università di Wuhan. Ha notato che gli intervalli sembrano essere inversamente correlati al tasso di deformazione tettonica di fondo per una regione.