[論文レビュー] How "Short" a "Short-term earthquake prediction" can be? A review of the case of Skyros Island,Greece, EQ (26/7/2001, Ms = 6.1 R)

C. Thanassoulas, V. Klentos|arXiv (Cornell University)|Feb 10, 2010

Earthquake Detection and Analysis参考文献 4被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、ギリシャのスキュロス島で発生した2001年の地震（Ms = 6.1 R）のデータを用いて、超短期的地震予測の可能性を評価している。地震発生の25日前後における地震エネルギー解放履歴と地球の電場データを分析することで、実際の発生時刻からわずか41分の時間誤差で予測に成功した。これは、統合された地球物理的前兆と最適化された手法を用いることで、短期予測が極めて正確に実現可能であることを示している。

ABSTRACT

The earthquake of Skyros Island in Greece (26/7/2001, Ms = 6.1 R) was announced three days before its occurrence in a meeting organized by the Bulgarian Academy of Sciences, Sofia on 2001. In this work a review is made on the results of the methodologies which were used for the analysis of the available data in order to utilize the specific prognosis. Of particular interest is the fact that the determined time of occurrence deviated for less than an hour (actually it was 41 minutes) from the actual occurrence time of the specific EQ. A similar example of another large EQ (Kythira, Greece, Ms = 6.9R, 8th January, 2006) by using the very same methodology deviated for 43 minutes only. The rest of the prognostic parameters: the epicenter location and the magnitude of the Skyros EQ were utilized by manipulating the past seismic energy release history of the regional seismogenic area and the observed earth's electric field which was recorded during the last 25 days, before the occurrence of the large seismic event, by VOL earth's electric field monitoring site. It is concluded that a short-term earthquake prediction can be utilized as a really "short" one, once the available precursory data are processed with the appropriate methodologies.

研究の動機と目的

• 利用可能な地球物理的前兆を用いた超短期的地震予測の可能性を評価すること。
• 2001年スキュロス地震（Ms = 6.1 R）の時間・場所・マグニチュード予測の正確性を評価すること。
• 同様の手法が他の大規模地震に対しても同等の精度で適用可能かどうかを調査すること。
• 地球の電場モニタリングと地震エネルギー解放パターンが予測指標として有効であるかを検証すること。
• 実証的データと後向き分析を用いて、地震学における「短期的予測」の実用的限界を特定すること。

提案手法

• 大規模な地震発生の前兆となるパターンを特定するため、地域的な地震生成領域の過去の地震エネルギー解放履歴を分析すること。
• スキュロス地震発生の25日前に、VOLモニタリングステーションが収集した地球の電場データを統合すること。
• 2006年キチラ地震（Ms = 6.9 R）の予測に既に適用された一貫性のある予測手法を再利用することで、手法の再現可能性を確保すること。
• スキュロス地震の実際の観測値（時刻・震源地・マグニチュード）と照合して、予測値の妥当性を検証すること。
• 地震破壊の発生を示唆する異常を検出するため、地球物理的データにおける時系列解析とパターン認識を実施すること。
• 地震活動と電磁信号を統合したマルチパラメータアプローチを採用し、予測の信頼性を向上させること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 前兆データを用いて、1時間未満の誤差で大規模地震の発生時刻を予測できるか？
• RQ2 地震エネルギー解放および電場トレンドを用いることで、震源地およびマグニチュードはどの程度正確に予測できるか？
• RQ3 同様の予測手法は、異なるテクトニック設定や大規模地震にどの程度一般化可能か？
• RQ4 スキュロス事例において、地球の電場は大規模地震発生に至る過程でどのような役割を果たしているか？
• RQ5 統合された地球物理的前兆を用いた場合、「短期的予測」の実用的限界は何か？

主な発見

• スキュロス地震の予測時刻は、実際の発生時刻からわずか41分のずれにとどまり、時間的精度が極めて高いことを示している。
• 2006年キチラ地震（Ms = 6.9 R）に対しても同様の手法を適用したところ、予測誤差は43分であった。これは、手法の再現性が確認されたことを示している。
• 地震エネルギー解放履歴と電磁前兆の分析により、震源地の位置とマグニチュードが妥当な精度で推定された。
• スキュロス地震発生の25日前後に記録された地球の電場データには、予期される破壊と相関する一貫性のある異常が観測された。
• 本研究では、「短期的予測」が、最適化されたデータ統合を用いることで「超短期的予測」（1時間未塔）として実現可能であることが示された。
• 2つの異なる大規模地震に対して一貫した結果が得られたことから、検討中の手法の堅牢性が裏付けられた。