Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Ανδρέας Τζάνης, Αναπληρωτής Καθηγητής (ΕΚΠΑ)
Παναγιώτης Παπαδημητρίου, Καθηγητής (ΕΚΠΑ)
Γεώργιος Δρακάτος, Διευθυντής Ερευνών (Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών)
Περίληψη:
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Είναι γνωστό πως έχουν γίνει πολλές προσπάθειες τεκμηρίωσης μοντέλων και τεχνικών πρόβλεψης επερχόμενων μεγάλων σεισμών, τα οποία όμως έχουν εφαρμοστεί χωρίς επιτυχία. Η εργασία σκοπό έχει τη διερεύνηση της δυνατότητας μεσοπρόθεσμης πρόγνωσης σεισμών μέσω της μελέτης ύπαρξης επιταχυνόμενης/επιβραδυνόμενης έκλυσης σεισμικής ενέργειας πριν από την εκδήλωση μεγάλων σεισμών. Στην εργασία, γίνεται προσπάθεια αναζήτησης ASR (accelerating seismic release) σε περιοχές με θετική μεταφορά τάσης (φωτεινές περιοχές) και περιοχές αρνητικής μεταφοράς τάσης (σκιερές περιοχές) από ένα εντοπισμένο κύριο ρήγμα.
Η ανάλυση θα εστιάσει στην Νότια Καλιφόρνια, ΗΠΑ, και σε σεισμικά γεγονότα που είχαν καθοριστικό ρόλο στην Υπόθεση Επιταχυνόμενης Σεισμικότητας. Τα σεισμολογικά δεδομένα πάρθηκαν από το Σεισμολογικό Δίκτυο της Νότιας Καλιφόρνια (SCSN), ο οποίος είναι ομογενής και πλήρης για μεγέθη ML≥3.0 και περιλαμβάνει 16400 σεισμικά γεγονότα για το χρονικό διάστημα 1968-1992.
Η ανίχνευση επιταχυνόμενης και/ή επιβραδυνόμενης σεισμικής δραστηριότητας γίνεται για τον πλήρη κατάλογο και για δυο από-ομαδοποιημένες εκδόσεις του, με τη στοχαστική μέθοδο από-ομαδοποίησης των Zhuang et al. (2002) με πιθανότητες 60% και 70% το κάθε σεισμικό γεγονός να μην είναι μετασεισμός. Η κατανομή της τάσης Coulomb πριν και μετά διαδοχικών σεισμών υπολογίστηκε με το πρόγραμμα Coulomb 3.3 (Toda et al., 2011). Τέλος, η αναζήτηση της ASR έγινε με τη χρήση του υπολογιστικού προγράμματος Time-To-Failure (TTF), γραμμένο σε Matlab®TM από τον Δρα Α. Τζάνη, με το οποίο υπολογίζεται και αποδίδεται γραφικά η σωρευμένη παραμόρφωση Benioff συναρτήσει του χρόνου, για σεισμούς που βρίσκονται μέσα σε καθορισμένες από το χρήστη ισοεντατικές καμπύλες, με σκοπό τον έλεγχο της ύπαρξης ASR προσαρμόζοντας τη σωρευμένη παραμόρφωση Benioff σε γραμμικό μοντέλο (μηδενική υπόθεση) ή σε μοντέλα που ακολουθούν νόμο δύναμης (Bufe & Varnes, 1993) ή λογαριθμικά περιοδικό νόμο δύναμης (Sornette & Sammis, 1995). Με αυτό τον τρόπο, αν η σωρευμένη παραμόρφωση Benioff περιγράφεται καλύτερα από νόμο-δύναμης, η παράμετρος καμπυλότητας c, θα είναι μικρή, αλλιώς η τιμή της παραμέτρου καμπυλότητας c είναι κοντά στη μονάδα. Όταν συμπεριφορά νόμου-δύναμης ανιχνεύεται, το μέγεθος του κρίσιμου εκθέτη n προσδιορίζει την παρουσία επιτάχυνσης όταν n<1, ή επιβράδυνσης όταν n>1, ενώ η περίπτωση n≅1 συμβαδίζει με τη γραμμική έκλυση ενέργειας.
Η αναζήτηση γενικά απέτυχε να επαληθεύσει την υπόθεση ASR. Η ανάλυση του πλήρους καταλόγου απέδωσε συγκεχυμένα αποτελέσματα, διότι παρατηρήθηκε συχνά συμπεριφορά νόμου-δύναμης με n<1. Αυτό θα μπορούσε να εξηγηθεί από το σχήμα της καμπύλης της σωρευμένης παραμόρφωσης Benioff, η οποία διαμορφώθηκε από τη χωρο-χρονική επίδραση των διαδοχικών μετασεισμικών ακολουθιών σεισμικών γεγονότων μεσαίου μεγέθους, τα οποία εκδηλώθηκαν εντός μιας καθορισμένης ισο-εντατικής καμπύλης και κατά τη διάρκεια της περιόδου αναζήτησης. Όταν οι από-ομαδοποιημένοι κατάλογοι αναλύθηκαν, η «επιτάχυνση» εξαφανίστηκε και στις περισσότερες περιπτώσεις αντικαταστάθηκε από μετρίας κλίμακας επιβράδυνση (n>1). Κατά συνέπεια, το αποτέλεσμα θεωρείται «ψευδο-επιτάχυνση».
Ένας μεγάλος αριθμός πειραμάτων με διαφορετικά κριτήρια επιλογής σεισμικών γεγονότων, απέτυχαν να εντοπίσουν σαφείς περιπτώσεις επιταχυνόμενης έκλυσης σεισμικής ενέργειας. Αντίθετα, τα ίδια πειράματα απέδωσαν πολλές, στατιστικά ισχυρές περιπτώσεις επιβραδυνόμενης έκλυσης σεισμικής ενέργειας. Αυτό το αποτέλεσμα είναι επίσης συγκεχυμένο ως προς το αποτέλεσμα που μπορεί να σχετίζεται με τη γενικά εγκαταλειμμένη Υπόθεση Σεισμικής Ησυχίας. Θα εξεταστεί αυστηρά σε επόμενη έρευνα.
Η υπόθεση ότι η μεταφορά τάσης επιταχύνει/επιβραδύνει τη σεισμικότητα δεν επιβεβαιώνεται. Στα τρία (3) μεγάλα σεισμικά γεγονότα που εξετάστηκαν, δεν κατέστη δυνατή η αναγνώριση περιοχών στις οποίες υπάρχει επιτάχυνση/επιβράδυνση του ρυθμού έκλυσης σεισμικής ενέργειας με τρόπο ώστε να είναι στατιστικά σημαντική και συστηματική.
Λέξεις-κλειδιά:
Νότια Καλιφόρνια, θεωρία κρίσιμου σημείου, νόμος δύναμης, επιταχυνόμενη έκλυση σεισμικής ενέργειας, μεταβολή τάσης Coulomb
