Ψηφιακοί σεισμοί: Υπολογιστικό Μοντέλο προβλέπει με επιτυχία τους σεισμούς

Πηγή: Space.com, 3 Νοεμβρίου 2004,

Ένα σύστημα πρόβλεψης σεισμών που αφορά τη Νότια Καλιφόρνια βασισμένο σε υπολογιστικά μοντέλα έχει επισημάνει με επιτυχία τη θέση σχεδόν κάθε σημαντικού σεισμού που έχει χτυπήσει την περιοχή κατά τη διάρκεια των τελευταίων τεσσάρων ετών.

Χρησιμοποιώντας τα ιστορικά αρχεία των σεισμών, το σύστημα Rundle-Tiampo, έχει προβλέψει με απόλυτη ακρίβεια τις θέσεις των 15 από τους 16 τελευταίους σεισμούς που έχουν εκδηλωθεί στην περιοχή από τον Ιανουάριο του 2000, με μέγεθος μεγαλύτερο των 5 βαθμών της κλίμακας Ρίχτερ. Οι τρέχουσες προβλέψεις έχουν περίπου μια ενδιάμεση πρόβλεψη για μια διάρκεια περιόδου δέκα ετών.

"Πρέπει να πω ότι είμαι ικανοποιημένος, αν και δεν έχω εκπλαγεί", λέει ο Kristy Tiampo, ένας βοηθός καθηγητής με το Πανεπιστήμιο του Δυτικού Οντάριο στον Καναδά. "Η Νότια Καλιφόρνια και τα βόρεια σεισμικά δίκτυα της Καλιφόρνιας έχουν αρκετά καλές βάσεις δεδομένων, και τα πιο διαθέσιμα στοιχεία σε όλο τον κόσμο".

Ο Tiampo δούλεψε με τον συνάδελφο του John Rundle, διευθυντή του Tμήματος Yπολογιστικής Eπιστήμης και Eφαρμοσμένης Mηχανικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας Davis, με σκοπό να αναπτύξει το μοντέλο της πρόβλεψης του σεισμού. Η πρόβλεψη είναι μέρος του προγράμματος QuakeSim της NASA, που αποσκοπεί στην ανάπτυξη νέων μεθόδων και εργαλείων για την ακριβή πρόβλεψη των σεισμών.

"Αυτό που προσπαθούμε να κάνουμε με τη βοήθεια του Rundle είναι να δημιουργήσουμε πρόβλεψη σεισμών, όπως ακριβώς κάνουμε με τους χάρτες για τον καιρό", εξήγησε ο Andrea Donnellan, κύριος ερευνητής του QuakeSim από το Εργαστήριο Aεριοπροώθησης της NASA στην Πασαντένα. Έτσι, κάποια στιγμή θα μπορείτε να ενημερώνεστε από έναν χάρτη για τους επερχόμενους σεισμούς του επόμενου μήνα ή του επόμενου χρόνου, όπως ενημερώνεστε για τα καιρικά φαινόμενα", ανέφερε.

Εκτός από την πρόβλεψη Rundle-Tiampo, το πρόγραμμα QuakeSim στηρίζεται στα αρχεία με σεισμικά στοιχεία, σε εξαιρετικά ακριβείς παγκόσμιες μετρήσεις προσδιορισμού των θέσεων (GPS), που λαμβάνονται από τους συνδεδεμένους δορυφόρους, καθώς επίσης και σε λεπτομερείς συμβολομετρικές μετρήσεις με ραντάρ (InSAR) για ανίχνευση επιφανειακών μεταβολών. Επιπλέον, το σύστημα υποστηρίζεται από 4.000 σεισμογράφους που είναι εγκατεστημένοι σε ολόκληρη την περιοχή.

"Είναι συνήθως μυστήριο", λέει ο Donnellan. "Ένα από τα πράγματα που μαθαίνουμε είναι ότι δεν μπορείτε να μελετήσετε μία ρωγμή, κάθε σεισμός σε μία ρωγμή έχει επιπτώσεις και σε άλλες ρωγμές".

Με τη χρηματοδότηση από τη NASA και του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, οι Rundle και Tiampo μέσω των αρχείων των σεισμών της Νότιας Καλιφόρνιας από το 1932 μέχρι σήμερα, τροφοδότησαν με στοιχεία ένα υπολογιστικό μοντέλο με σκοπό να αναζητήσουν τις δυναμικές ζώνες δόνησης μέσα στις ΗΠΑ.

"Το μοντέλο μιμείται το νότιο σεισμικό δίκτυο της Καλιφόρνιας, εξηγεί ο Tiampo, που προσθέτει ότι εκτός από τη χρησιμοποίηση των στοιχείων του σεισμού, η πρόβλεψη ενσωμάτωσε, επίσης, τεχνικές μοντελοποίησης που χρησιμοποιούνται συνήθως για νευρωνικά δίκτυα και προσομοιώσεις διαταραχών.

Η πρόβλεψη Rundle-Tiampo χώρισε το νότιο μισό της Καλιφόρνιας - από το Σαν Φρανσίσκο έως κάτω στα μεξικάνικα σύνορα - σε περίπου 4.000 μεμονωμένα τμήματα και υπολόγισε τη σεισμική πιθανότητα για έναν ισχυρό σεισμό σε κάθε χρονικό διάστημα μεταξύ του 2000 και του 2009. Η πρόβλεψη για το 2002, έχει βρει τη θέση 11 σεισμών, ενώ τέσσερις άλλοι εμφανίστηκαν ότι έγιναν στα δύο προηγούμενα χρόνια.

Ένας σημαντικός σεισμός, μεγέθους 5.2 Ρίχτερ, που έγινε σε μια περιοχή κοντά στο νησί San Clemente, εμφανίστηκε στο μοντέλο να γίνεται στις 15 Ιουνίου του 2004. Ο Rundle είπε γι αυτό ότι η λανθασμένη πρόβλεψη μπορεί να έγινε γιατί ήταν σε μια περιοχή κοντά στην άκρη του κρατικού σεισμικού δικτύου. Γι αυτό και είχε μια μεγαλύτερη αβεβαιότητα στη τοποθεσία του, πρόσθεσε.

Ο υπολογισμός των μεγεθών - εκτός από τη θέση - των πιθανών σεισμικών δονήσεων και η ελάττωση του χρόνου πρόβλεψης, είναι πρωταρχικοί στόχοι για βελτιώσεις στο σύστημα, λένε οι ερευνητές.

"Θα θέλαμε να είμαστε σε θέση να δώσουμε μια πιθανότητα να συμβεί ένας σεισμός, μεταξύ των επόμενων έξι μηνών μέχρι και των δύο ερχόμενων ετών", προσθέτει ο Tiampo.

Αν και μέχρι σήμερα οι προβλέψεις του συστήματος θεωρούνται σχεδόν απόλυτα ακριβείς, υπολείπονται ακόμη πέντε χρόνια μέχρι την ολοκλήρωση του προγράμματος, προκειμένου να αξιολογηθούν οι δυνατότητές του. Οι υπεύθυνοι του προγράμματος λένε ότι για την ανάπτυξη ενός τέλειου συστήματος πρόβλεψης των σεισμών και μάλιστα σε παγκόσμιο επίπεδο, απαιτείται ο σχεδιασμός ενός διαστημικού σκάφους με εξειδικευμένα όργανα που θα μπορούσε να ανιχνεύσει εγκαίρως και με ακρίβεια τις αλλαγές στην επιφάνεια της Γης.

Όπως λένε, ένα τέτοιο σύστημα όχι μόνο θα μπορούσε να προβλέπει τους σεισμούς σε επιρρεπείς περιοχές όπως η Τουρκία και η Ιαπωνία, αλλά επιπλέον θα μπορούσε να λειτουργήσει ως παγκόσμιο σύστημα πρόβλεψης σεισμών. "Σε μια ολοκληρωμένη εφαρμογή, το σύστημα θα μπορούσε να προβλέπει όλους τους σεισμούς άνω των 5 βαθμών της κλίμακας Ρίχτερ, που υπολογίζονται σε περίπου 200 τον χρόνο", ανέφερε ο Donnellan.