Fukushima:Derfor skal vi se tusinder af år tilbage for at blive bedre til at forudsige jordskælv

Ti år siden, den 11. marts 2011, et ødelæggende jordskælv fandt sted langs en del af en forkastning, som videnskabsmænd mener ikke var brudt i mere end tusind år. Jordskælvet udløste en tsunami, der forårsagede mere end 15, 000 dødsfald i Japan, samt en alvorlig atomulykke på et kraftværk i Fukushima.

Det er almindeligt, at jordskælv opstår langs forkastninger, der ikke er brudt i hundreder eller tusinder af år. Dette skyldes, at hastigheden af ​​tektonisk bevægelse langs individuelle forkastninger varierer fra mindre end en millimeter op til flere centimeter om året. Under skadelige jordskælv, en fejl kan glide en meter eller mere – mere end 20 meter i jordskælvet i Japan i 2011 – inden for få sekunder efter begivenhedens start. Det kan tage hundreder eller tusinder af år at lagre nok stress på en fejl, før en sådan begivenhed indtræffer.

Disse lange intervaller mellem skadelige jordskælv gør det vanskeligt at vurdere fejlrisici, fordi meget af de data, der informerer vores skøn over fare, er fra historiske optegnelser, der går hundreder af år tilbage i det meste.

Men Jorden rummer hemmelighederne bag millioner af års jordskælv i sine klipper. Ved at studere dem – og samle dataene – kan vi udvikle en bedre idé om, hvor det næste store jordskælv kan ske.

Vi har kun brugt moderne videnskabelige instrumenter til at måle og overvåge jordskælv, og registrering af data, i de sidste hundrede år eller deromkring. Skriftlige optegnelser om jordskælv går flere hundrede år tilbage.

Men at basere fareberegninger på de hændelser, der fandt sted i en relativt kort tidsperiode - i forhold til den langsigtede gennemsnitlige tid mellem jordskælv på individuelle fejl - kan få os til at gå glip af data fra fejl, der ikke er brudt. For eksempel, i de centrale Appenninerne, Italien, Amatrice-jordskælvet i 2016, der dræbte tre hundrede mennesker, fandt sted langs en kendt forkastning, der ikke havde været vært for et historisk jordskælv.

Historiske jordskælv giver os fingerpeg om, hvilke typer jordskælv der kan forekomme på bestemte steder. I samme region som det store jordskælv og tsunami i det østlige Japan i 2011, Sanriku jordskælvet fandt sted, i AD869.

Geologiske data

Der er langsigtede beviser, selvom, der kan hjælpe. Dette kommer gennem geologer, der analyserer de fysiske strukturer af forkastninger og ser på ændringer i formen af ​​Jordens overflade forårsaget af bevægelser, der forekommer over millioner af år. Sådanne data kan bruges til at identificere deformation, der er sket gennem flere jordskælv over mange årtusinder.

Teknikker omfatter sporing af den samme daterede overflade, sediment eller struktur, der er blevet forskudt på tværs af en forkastning og bruger dette til at måle, hvor meget bevægelse der har fundet sted over en tidsperiode enten målt direkte eller udledt gennem relativ timing af forskellige geologiske begivenheder.

Vi kan også bruge sedimenter til at identificere tidligere tsunamier. I Japan, forskere har fundet tsunamiaflejringer begravet under strande og langs kyster, der viser omfanget af, hvor tidligere tsunami er nået, giver os fingerpeg om deres placering og størrelse.

Så hvorfor bruges sådanne data traditionelt ikke fuldt ud i fare- og risikoberegninger? Problemet er, at sådanne data kan være svære at indsamle og måske ikke have tilstrækkelige detaljer til at vise, hvilke fejl eller dele af en fejl, der har bevæget sig hurtigere end andre. Hvor det er muligt at få relevante og detaljerede data, det er måske ikke let for dem, der modellerer farer – forsøger at forudsige sandsynligheden for nye hændelser – at bruge.

Samling af data

Jeg er en del af en gruppe, der har til formål at rette op på den tilgængelighedskløft, så de, der beregner risiko, kan integrere beviser gennem titusinder af år i deres modeller. Vi har dannet et internationalt team, der samler dem med ekspertise i at indsamle primære data på stedet og dem med modelleringskompetencer til at beregne farer og risici.

Vores første bestræbelse har været at skabe en database, som samler vores kortlægning af fejl og fejlrater i et open-access format. Vi bruger disse data til at identificere, hvilke fejl der udgør den højeste risiko på bestemte steder.

For eksempel, ser på byen L'Aquila, som led store skader under jordskælvet i 2009, foreløbige fund viser, at det ikke kun er de fejl, der er tættest på byen, der udgør en trussel. Betydelig risiko kommer fra hurtigt bevægende forkastninger længere væk som forkastningen, der krydser Fucino-bassinet, der er ansvarlig for jordskælvet i 1915, der dræbte 33, 000 mennesker.

Hvad kan vi gøre for at reducere risikoen for jordskælv? Et første skridt er at have gode data om farer og risici, så regeringer, civilbeskyttelsesmyndigheder, forsikringsselskaber og beboere kan identificere, hvor de skal prioritere ressourcer.

Vi kan på nuværende tidspunkt ikke forudsige jordskælv – med nøjagtige tidspunkter og datoer for hvornår og hvor de vil forekomme – og det er ikke klart, om vi nogensinde vil være i stand til det med præcision.

Men, vi kan levere probabilistisk modellering, der identificerer, hvor hændelser er mere sandsynlige, og den største skade forventes. Inkorporering af langsigtede beviser kan give en bedre forståelse af videnskaben bag jordskælvsfare end at bruge relativt korte historiske optegnelser alene. Som i de fleste geologiske problemer, vi er nødt til at bruge alle mulige spor, vi kan, for at løse gåden med jordskælv.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.