Büyük Depremlerden Önceki Küçük Depremlerin Gizli İşaretleri

Bu çalışma, büyük depremlerden önce düşük büyüklüklü depremlerde görülen anormal artışların, bu depremlerin habercisi olabileceğini göstermektedir. 2019 Ridgecrest deprem dizisi ve 2018 Anchorage depremi örnekleri üzerinden, büyük depremlerin yaklaşık 3 ay öncesinden itibaren bölgesel ölçekte düşük büyüklüklü depremlerde artış olduğu tespit edilmiştir (Girona & Drymoni, 2024). Çalışma, makine öğrenmesi tabanlı yeni bir algoritma kullanarak, düşük büyüklüklü depremlerdeki anormal aktiviteyi tespit etmeyi başarmıştır. Bu yaklaşım, daha önceki araştırmalara dayanmaktadır; örneğin, düşük büyüklüklü depremlerin büyük depremlerden önceki dönemlerde artış gösterdiği ve bu artışların çeşitli jeofizik, jeokimyasal ve diğer olası öncü sinyallerle ilişkilendirildiği belirtilmiştir (Gutenberg & Richter, 1954; Scholz, 2002).

Yöntem

Çalışmada kullanılan algoritma, deprem kataloglarından elde edilen istatistiksel özellikler üzerinde çalışmaktadır. Bu yöntem, büyük depremlere işaret eden anormal düşük büyüklüklü deprem aktivitesini tespit etmektedir (Girona & Drymoni, 2024). Önceki araştırmalar, düşük büyüklüklü depremlerin büyük depremlerden önceki dönemlerde belirli değişiklikler gösterdiğini ortaya koymuştur (Huang et al., 2017; Kagan, 2007).

Sonuçlar

Algoritma, 2019 Ridgecrest deprem dizisinin ilk depremi (M6.4) ve 2018 Anchorage depremi (M7.1) için şu sonuçları vermiştir:

• Ridgecrest depremlerinden yaklaşık 40 gün önce, bölgedeki deprem aktivitesinde anormal artış başlamış ve depremlerden önceki 3 aya kadar yüksek seyretmiştir (Girona & Drymoni, 2024).
• Anchorage depremi için de, depremden yaklaşık 3 ay önce aktivitede ani bir artış gözlenmiştir (Girona & Drymoni, 2024).
• Anormal aktivite, depremlerin episantr bölgesiyle sınırlı kalmayıp, bölgedeki çok sayıda fay hattı boyunca yayılmıştır (Girona & Drymoni, 2024).
• Büyük depremlerin ardından da aktivitede ani artışlar olmuş, ancak bunlar kısa sürede arka plan seviyelerine gerilemiştir (Girona & Drymoni, 2024).

Sonuç

Çalışma, düşük büyüklüklü depremlerdeki anormal artışların büyük depremlerin habercisi olabileceğini göstermektedir. Makine öğrenmesi yöntemleriyle bu tür aktivitelerin tespit edilmesi, büyük depremlerin haftalarca-aylarca öncesinden tahmin edilmesine olanak tanıyabilir. Bu bulgular, seismik izleme ajanslarının büyük depremleri önceden tahmin etme yeteneklerini artırabilir (Huang et al., 2017; Kagan, 2007).

Referanslar

Girona, T., & Drymoni, K. (2024). Abnormal low-magnitude seismicity preceding large-magnitude earthquakes. Nature Communications, 15(7429). https://doi.org/10.1038/s41467-024-51596-z

Gutenberg, B., & Richter, C. F. (1954). Seismicity of the Earth and Associated Phenomena. Princeton University Press.

Huang, Y., et al. (2017). Precursors of large earthquakes: A review. Geophysical Journal International, 211(3), 1429-1440.

Kagan, Y. Y. (2007). Earthquake spatial distribution: The role of faulting and tectonics. Geophysical Research Letters, 34(3).

Şekil 1:           Bu projede incelenen bölgeler

Şekil 2:

Depremlerden 1000 gün önce başlayıp 400 gün sonrasına kadar, büyük bir depremin 30 gün içinde meydana gelme olasılığının zaman içindeki değişimi

Şekil 3:
Güney Kaliforniya'da büyük bir depremin 30 gün içinde meydana gelme olasılığının (Pun) zamanla ve mekânla nasıl değiştiği

Şekil 4:
Güney Merkez Alaska'da büyük bir depremin 30 gün içinde meydana gelme olasılığının (Pun) zamanla ve mekânla nasıl değiştiği

Şekil 5:
Güney Kaliforniya (kırmızı) ve Güney Merkez Alaska (mavi) bölgelerinde, huzursuzluğun görüldüğü alanın (yüzde olarak) zaman içindeki değişimi

Şekil 6:
Güney Kaliforniya'da anormal düşük büyüklüklü sismik aktivitelerin ve sismik kümelerin meydana gelme olasılığı arasındaki olası ilişki araştırması

Şekil 7:
Güney Merkez Alaska'da anormal düşük büyüklüklü sismik aktivitelerin ve sismik kümelerin meydana gelme olasılığı arasındaki olası ilişki araştırması

Şekil 8:
Bir faylı bölgenin 2D FEM modelleri; bu modeller, zamanla başarısızlık koşullarına ulaşan bir sistemi gösterir.

Şekil 9: 2D FEM sayısal modellerimizin sonuçları

Sismologların Makale Hakkındaki İlk Yorumları

Makale, küçük depremlerin büyük depremlerden önce anormal bir artış gösterdiğini ve bunun, büyük depremleri öngörmek için kullanılabileceğini iddia ediyor. İşte sismologların Facebook'taki ilk yorumları ve önerileri 

Yorumlar

1. "Bu tür çalışmalar, her sismik aktivite olduğunda insanları panikletmeye başlayabilir."
   Not: Düşük büyüklüklü depremler her zaman büyük bir olayın habercisi değildir, bu yüzden dikkatli olunmalı.

2. "Sinyal düşük büyüklüklü depremler kısmında olduğunda her zaman şüphelenirim."
   Not: Düşük büyüklüklerin güvenilirliği her zaman tartışmalıdır; bu, veri bütünlüğü ve doğru yorumlama açısından önemli.

3. "Makaledeki öncü patern iddialarına geçmişte her rastladığımda, daha ileri analizler ve daha fazla veri, bu iddiaların doğru olmadığını ortaya koydu."
   Not: Geçmişte benzer iddialar çoğunlukla kanıtlanamamış veya geçersiz çıkmıştır.

4. "Daha fazla ana olay ve yoğun sismik ağlarla izlenen tektonik bölgelerin kontrol edilmesi gerekiyor."
   Not: Araştırmanın yalnızca belirli bölgelerle sınırlı kalmaması gerektiği vurgulanıyor.

5. "Makine öğrenimi gerçekten gerekli mi yoksa sadece fon almak için bir hile mi?"
   Not: Yöntemlerin gerekliliği ve bilimsel katkısı sorgulanıyor.

6. "Makale, bilinen depremlerden başlayarak geriye doğru gidiyor gibi görünüyor."
   Not: Bu yöntemle çalışmanın faydası tartışmalı, çünkü geleceğe yönelik tahmin gücü sınırlı kalabilir.

7. "Sıra dışı iddialar, olağanüstü kanıtlar gerektirir."
   Not: Çalışmanın iddialarını destekleyecek yeterli kanıt olup olmadığı sorgulanıyor.

8. "Öne sürülen yöntemler, yeni bölgelere kolayca aktarılabilir görünmüyor ve yeniden eğitilmeleri gerekiyor."
   Not: Yöntemlerin evrensel geçerliliği sorgulanıyor; her bölge için yeniden adapte edilmesi gerekebilir.

9. "Bu tür hipotezler, geçen yüzyılın sonlarında da vardı."
   Not: Eski hipotezlerin yeniden ele alınması ve günümüz koşullarında test edilmesi gerektiği ima ediliyor.

10. "Bu makalenin yanlış pozitif oranı nedir?"
    Not: Yanlış alarm oranlarının çalışma güvenilirliğini etkileyebileceği belirtiliyor.

11. "Makalenin 'en iyi senaryoları' seçtiğini ve 'en kötü senaryoları' test etmediğini düşünüyorum."
    Not: Seçici veri kullanımı ve genelleme yapma konusunda eleştiriler mevcut.

---

Öneriler

1. "Yöntemleri daha uzun zaman/mekan pencerelerinde ve birden fazla hedef olayda denemek gerekiyor."
   Not: Genişletilmiş zaman ve mekân pencerelerinde testler yapılmalı.

2. "Standart USGS kataloğuna ek olarak, yeni kullanılabilir yüksek çözünürlüklü deprem kataloglarını denemek iyi olur."
   Not: Yüksek çözünürlüklü verilerin eklenmesi, çalışmanın doğruluğunu artırabilir.

3. "Gerçek bir alarmı tanımlamak için bir kural belirlemek (belirli bir zaman-mekan penceresi ve eşik bazında), ardından yöntemi 'gelecek' zaman-mekan pencerelerine uygulayarak gerçekten işe yarayıp yaramadığını görmek."
   Not: Yöntemin gerçek hayatta uygulanabilirliğini test etmek için belirli kurallar koymak önemlidir.