지진예측

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지진
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원인들 단층 이동 화산주의 유도 지진도
특성. 진앙 하이포켄터 그림자 영역 지진파 P파 S파
측정 지진계 지진 규모 척도 내진 강도 척도
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지진예측학은 지진위험의 확률론적 평가에 관련된 지진학의 한 분야로, 수 년 또는 수십 년에 걸쳐 특정 지역에서 발생한 지진손상의 빈도와 규모를 포함한다.^[1] 일반적으로 예측은 예측의 한 종류로 간주되지만, 지진 예측은 종종 지진 예측과 구별되는데, 지진 예측은 경고가 발생할 수 있을 정도로 충분한 정밀도로 향후 지진의 시간, 위치, 규모에 대한 규격이 목표다.^[2][3] 지진 예측과 예측은 모두 지진 발생 시 영향을 받을 수 있는 지역에 실시간 경보를 제공하는 지진 경보 시스템과 구별된다.

1970년대에 과학자들은 지진 예측을 위한 실용적인 방법이 곧 발견될 것이라고 낙관했지만, 1990년대까지 계속되는 실패로 인해 많은 사람들이 그것이 가능할지 의문을 품게 되었다.^[4] 큰 지진에 대한 명백한 성공적 예측은 일어나지 않았고 성공에 대한 소수의 주장은 논란의 여지가 있다.^[5] 결과적으로, 많은 과학 및 정부 자원이 개별 지진의 예측보다는 확률론적 지진 위험 추정에 사용되어 왔다. 이러한 추정치는 건축 법규, 보험 요금 구조, 인식 및 대비 프로그램, 지진 사건과 관련된 공공 정책을 수립하는 데 사용된다.^[6] 이러한 지진 위험 계산은 지역 지진 예측 외에도 지역 지질 조건 등의 요인을 고려할 수 있다. 그런 다음 예상 지상 운동을 사용하여 건물 설계 기준을 안내할 수 있다.^{[citation needed]}

지진예측방법

지진예측 방법은 일반적으로 지진을 유발하는 경향이나 패턴을 찾는다. 이러한 경향은 복잡하고 많은 변수를 수반할 수 있기 때문에 이를 이해하기 위해 종종 고급 통계 기법이 필요하므로, 이를 통계적 방법이라고 부르기도 한다. 이러한 접근법은 상대적으로 긴 기간을 갖는 경향이 있어 지진 예측에 유용하다.

탄성반발

아무리 뻣뻣한 바위라도 완벽하게 뻣뻣한 것은 아니다. 큰 힘이 주어지면(예를 들어 두 개의 거대한 지각판 사이는 서로를 지나쳐 움직인다) 지구의 지각은 구부러지거나 변형될 것이다. 리드(1910)의 탄성 반동 이론에 따르면, 결국 변형(스트레인)은 대개 기존 단층에서는 무언가가 깨질 정도로 커진다. 균열(지진)을 따라 미끄러지면 양쪽의 암석이 덜 변형된 상태로 되돌아갈 수 있다. 그 과정에서 에너지는 지진파를 포함한 다양한 형태로 방출된다.^[7] 이후 탄성변형으로 축적된 지각력이 갑자기 반발하면서 방출되는 사이클이 반복된다. 단일 지진으로부터의 변위가 1미터 미만에서 10미터 전후에 이르기 때문에 (M 8 지진의 경우) 수백 마일의 대형 스트라이크-슬립 변위가 존재한다는 것은 장기간 지속되는 지진 주기의 존재를 보여준다.^[8][9]

특성 지진

가장 많이 연구된 지진 결함(난카이 메가스터스트, 와사치 단층, 산안드레아스 단층 등)은 뚜렷한 세그먼트를 가지고 있는 것으로 보인다. 특성 지진 모델은 지진이 일반적으로 이들 구간 내에서 제약을 받는다고 가정한다.^[10] 세그먼트의 길이와 기타 특성이^[11] 고정되어 있기 때문에 전체 단층을 파열하는 지진은 유사한 특성을 가져야 한다. 여기에는 최대 크기(파열 길이에 의해 제한됨)와 고장 구간을 파열하는 데 필요한 누적 변형률의 양이 포함된다. 연속적인 플레이트 동작은 균형이 꾸준히 축적되는 원인이므로, 주어진 세그먼트의 지진활동은 다소 일정한 간격으로 반복되는 유사한 특성의 지진에 의해 지배되어야 한다.^[12] 따라서 주어진 고장 구간의 경우, 이러한 특성 지진을 식별하고 재발률(또는 역귀속 기간)을 타이밍에 맞춰 다음 파열에 대해 알려야 한다. 이는 일반적으로 지진 위험을 예측하는 데 사용되는 접근법이다. 반환 기간은 사이클론이나 홍수와 같은 다른 희귀 사건 예측에도 사용되며, 미래 빈도는 현재까지 관측된 빈도와 유사할 것으로 가정한다.

1857년, 1881년, 1901년, 1922년, 1934년, 1966년 파크필드 지진으로 인한 외삽은 특성 지진 모델에 근거하여 1988년 전후, 또는 늦어도 1993년 이전(신뢰 구간 95%)의 지진 예측으로 이어졌다.^[13] 예상되는 지진의 전구체를 탐지하기 위해 계측이 시행되었다. 그러나 2004년까지는 지진이 예상되지 않았다. 파크필드 예측 실험의 실패는 특성 지진 모델 자체의 타당성에 대한 의구심을 불러일으켰다.^[14]

지진격차

두 개의 지각판이 서로 미끄러지는 접촉에서 모든 구간은 결국 미끄러져야 하는데, 이는 (장기적으로) 어느 누구도 뒤처지지 않기 때문이다. 그러나 그것들은 모두 동시에 미끄러지는 것은 아니다; 다른 구간들은 변형 (변형) 누적과 갑작스러운 반등의 주기에서 서로 다른 단계에 있을 것이다. 지진 격차 모델에서 "다음의 큰 지진"은 최근 지진도가 변형을 완화시킨 부분이 아니라, 완화되지 않은 변형이 가장 큰 중간 간격에서 예상되어야 한다.^[15] 이 모델은 직관적인 매력을 가지고 있다; 그것은 장기 예측에 사용되며, 1979년과 1989-1991년에 일련의 환태평양(태평양) 예측의 기초가 되었다.^[16]

그러나 지진 격차에 대한 일부 기초적인 가정은 현재 부정확한 것으로 알려져 있다. 면밀한 조사를 통해 "지역 내 다음 대형 사건의 발생 시간이나 규모에 대한 지진 공백에 대한 정보가 없을 수 있다"^[17]고 밝혔다. 태평양 지역 예측의 통계적 테스트 결과, 지진 간격 모델은 "대규모 지진을 잘 예측하지 못했다"^[18]고 밝혔다. 또 다른 연구는 긴 침묵 기간이 지진 잠재력을 증가시키지 않는다고 결론지었다.^[19]

주목할 만한 예측

UCERF3

2015년 균일 캘리포니아 지진 파열 예보 버전 3 또는 UCERF3는 캘리포니아 주를 위한 최신 공식 지진 파열 예보(ERF)로 UCERF2를 능가한다. 그것은 장기 및 단기적으로 잠재적으로 손상될 수 있는 지진 파열의 가능성과 심각성에 대한 권위 있는 추정치를 제공한다. 이를 지상 운동 모델과 결합하면 특정 기간 동안 예상할 수 있는 지반 흔들림의 심각도(지진 위험)와 구축 환경에 대한 위협(지진 위험)의 추정치가 도출된다. 이 정보는 엔지니어링 설계 및 건축 법규를 알리고, 재해에 대한 계획을 수립하며, 지진 보험금이 예상 손실에 충분한지 평가하는 데 사용된다.^[20] 다양한 위험 지표를 UCERF3로 계산할 수 있다. 대표적인 지표는 2014년 이후 30년 동안 규모^[22] M 6.7 지진(1994년 Northridge 지진의 크기)의 가능성이다.

UCERF3는 미국 지질조사국(USGS), 캘리포니아 지질조사국(CGS), 남부 캘리포니아 지진센터(SCEC)의 협력체인 캘리포니아 지진확률에 관한 작업그룹(WGCEP)이 캘리포니아 지진청(CEA)으로부터 상당한 자금을 지원받아 준비했다.^[23]

지진공간-임시메모리 및 예측

최근의 한 연구는 일정 규모 이상의 사건 간 지진의 장기적 시간적, 공간적 기억을 발견했다.^[24] 이 연구는 장기 지연 조건부 확률을 정의하고 분석했다. 연구는 전 세계의 실제 데이터를 사용하여 지연된 조건부 확률은 사건 간 시간과 사건 간 거리 모두에 대한 장기 메모리를 나타낸다는 것을 발견했다. 또한 메모리 기능은 스케일링에 순응하고 시간이 지날수록 서서히 부패하는 것으로 밝혀졌다. 그러나 특징적인 시기(순서 1년)에는 부패가 교차하여 더 빠른 부패로 이어진다. 이러한 발견은 아마도 여진과 관련이 있을 것이지만 그럼에도 불구하고 지진 예보를 개선하는 데 유용할 수 있다. 메모리 소견에 기초한 개선된 ETAS 모델은 Zhang et al.에 의해 개발되었다.^[25]

메모들

원천