Søger ud over seismologien efter jordskælvsforstadier

For at forudsige, hvornår jordskælv sandsynligvis vil forekomme, seismologer bruger ofte statistik til at overvåge, hvordan klynger af seismisk aktivitet udvikler sig over tid. Imidlertid, denne tilgang undlader ofte at forudse tidspunktet og omfanget af store jordskælv, fører til farlige forglemmelser i de nuværende tidlige varslingssystemer. I årtier, undersøgelser uden for det seismologiske område har foreslået, at disse store, potentielt ødelæggende seismiske hændelser er forbundet med en række ikke-seismiske fænomener - som kan observeres dage eller endda uger før disse store jordskælv opstår. Indtil nu, imidlertid, denne idé har ikke fanget i det bredere videnskabelige samfund. I dette særnummer EPJ Special Topics foreslår Global Earthquake Forecasting System (GEFS):det første samarbejdsinitiativ mellem tværfaglige forskere dedikeret til at studere en bred vifte af ikke-seismiske jordskælvsforstadier.

Ved at fremme integrationen af ​​disse ideer med eksisterende teorier inden for seismologi, GEFS kan føre til betydelige forbedringer af jordskælvs tidlige varslingssystemer; potentielt redde liv og beskytte kritiske infrastrukturer, når fremtidige katastrofer rammer. Initiativet er rationaliseret via en subtil atombaseret defektbaseret mekanisme til at forklare en række forskellige jordskælvsforstadier, bygger på årtiers laboratorieeksperimenter inden for fysisk kemi og solid-state fysik. Teorien antyder, at da spændinger opbygges i tektoniske plader før seismisk aktivitet, elektron-hul-par genereres i jordskorpen. Elektronerne er begrænset til de belastede sten, men de positivt ladede huller flyder ud i omgivelserne, mindre stressede sten, producerer elektriske strømme, der kan rejse over store afstande. Disse strømme kan igen udløse vidtgående sekundære effekter, der spænder fra usædvanlig lav til ultralav elektromagnetisk stråling, til emissioner af spektroskopisk distinkt termisk infrarød fra jordens overflade, til ændringer i atmosfæren og ionosfæren.

Dette specialnummer dokumenterer resultaterne af forskere rundt om i verden, som har brugt både jord- og rumbaserede observationer til at forbinde disse ikke-seismiske mønstre med forekomsten af ​​efterfølgende store jordskælv. Arbejdet skaber en stærk begrundelse for den globale indsats for løbende at overvåge Jorden for nøgletegn på disse forstadier, som ofte er intermitterende og svage. Hvis målene realiseres, GEFS kunne være det første skridt mod et udbredt samarbejde mellem forskellige videnskabelige samfund, hver med det fælles mål at forbedre vores evne til at forudsige store jordskælv i fremtiden.