Per prevedere quando è probabile che si verifichino terremoti, I sismologi usano spesso le statistiche per monitorare come i gruppi di attività sismica si evolvono nel tempo. Però, questo approccio spesso non riesce ad anticipare il tempo e la magnitudo dei terremoti su larga scala, portando a pericolose sviste negli attuali sistemi di allarme rapido. Per decenni, studi al di fuori del campo sismologico hanno proposto che questi importanti, eventi sismici potenzialmente devastanti sono collegati a una serie di fenomeni non sismici, che possono essere osservati giorni o addirittura settimane prima che si verifichino questi grandi terremoti. Finora, però, questa idea non ha preso piede nella più ampia comunità scientifica. In questo numero speciale, EPJ Special Topics propone il Global Earthquake Forecasting System (GEFS):la prima iniziativa di collaborazione tra ricercatori multidisciplinari dedicata allo studio di una vasta gamma di precursori di terremoti non sismici.

Promuovendo l'integrazione di queste idee con le teorie esistenti in sismologia, GEFS potrebbe portare a miglioramenti significativi dei sistemi di allerta precoce dei terremoti; potenzialmente salvare vite umane e proteggere le infrastrutture critiche in caso di futuri disastri. L'iniziativa è razionalizzata tramite un sottile meccanismo basato sui difetti a livello atomico per spiegare una varietà di precursori dei terremoti, basandosi su decenni di esperimenti di laboratorio in chimica fisica e fisica dello stato solido. La teoria suggerisce che, poiché le sollecitazioni si accumulano nelle placche tettoniche prima dell'attività sismica, coppie elettrone-lacuna sono generate nella crosta terrestre. Gli elettroni sono confinati alle rocce sollecitate, ma i fori caricati positivamente fuoriescono nell'ambiente circostante, rocce meno sollecitate, producendo correnti elettriche che possono viaggiare su grandi distanze. Queste correnti a loro volta possono innescare effetti secondari ad ampio raggio che vanno da radiazioni elettromagnetiche insolite basse a bassissime, alle emissioni di infrarossi termici spettroscopicamente distinti dalla superficie terrestre, ai cambiamenti nell'atmosfera e nella ionosfera.

Questo numero speciale documenta i risultati dei ricercatori di tutto il mondo, che hanno utilizzato osservazioni sia terrestri che spaziali per collegare questi modelli non sismici al verificarsi di successivi grandi terremoti. Il lavoro crea una forte motivazione per gli sforzi globali per monitorare continuamente la Terra per i segni chiave di questi precursori, che sono spesso intermittenti e deboli. Se i suoi obiettivi sono realizzati, GEFS potrebbe essere il primo passo verso una collaborazione diffusa tra diverse comunità scientifiche, ciascuno con l'obiettivo condiviso di migliorare la nostra capacità di prevedere grandi terremoti in futuro.