زلزله بر مبنای روش‌های علمی پیش‌بینی می‌شود

به عبارت دیگر در پیش‌بینی باید تلاش کرد با استفاده از روش علمی به نتایجی دست یافت. در علم همیشه با عدد و رقم و احتمالات سر و کار داریم و برای پیش‌بینی حوادثی مانند زمین‌لرزه یا حتی سیل و همچنین درباره پیش‌بینی وضع آب و هوا پارامترهای مشخصی را در یک محدوده خاص و با در نظر گرفتن یک عدم قطعیت مشخص برای یک بازه زمانی به منظور تعیین یک بازه احتمالی مد نظر قرار می‌دهند. امروزه در سطح امکان پیش‌بینی آب و هوا با توجه به وجود زمینه‌ای برای دراختیار داشتن اطلاعات مورد نیاز این کار با موفقیت بیشتری همراه بوده است و حتی در زمینه پیش‌بینی سیل نیز تا حد زیادی این امکان فراهم شده چرا که در چنین پیش‌بینی‌هایی فرآیندها قابل مشاهده است و پارامترهایی که برای پیش‌بینی مورد توجه قرار می‌گیرد شناخته شده است اما زلزله پدیده‌ای است که منشأ آن زیر زمین است. بنابراین فرآیندهایی که در وقوع زمین‌لرزه تاثیرگذار است، خیلی توسط انسان‌ها قابل رصد کردن نیست و محققان بر این باورند که به یقین روزی می‌توانند به امکان پیش‌بینی زمین‌لرزه دست یابند. مطالعات زلزله‌شناسی و ثبت زمین‌لرزه‌ها، بررسی آماری زمین‌لرزه‌ها و مطالعه و بررسی تغییراتی که در سطح زمین یا یونسفر زمین اتفاق می‌افتد، از زمینه‌های قابل رصد و تاثیرگذار در وقوع زمین‌لرزه است که محققان در این حوزه‌ها به موفقیت‌هایی دست یافته‌اند. برای پیش‌بینی زمین‌لرزه‌ها دو روش مشخص وجود دارد؛ یکی از این روش‌ها مبتنی بر داده‌های آماری و به عبارتی روش احتمالی است و روش دوم نیز بر پیش نشانگرهای زلزله مبتنی است.

روش دیگر در پیش‌بینی زمین‌لرزه روش احتمالی است و از اطلاعاتی که مربوط به رخداد زمین‌لرزه‌ها یا رصد تغییرات ژئوفیزیک (مربوط به تغییر شکل سطح پوسته زمین) است استفاده می‌شود تا سرانجام بر اساس روش‌های احتمالی به الگوهای مشابه پیش‌بینی وضع آب و هوا رسیده و بتوان گفت در یک بازه‌ زمانی که می‌تواند طولانی مدت (دو تا پنج سال) یا کوتاه‌مدت (چند ماه تا چند هفته) باشد با درجه مشخصی از احتمال مثلا احتمال 50 درصد، درجه‌ای از رخداد مثلا زمین‌لرزه‌ای با بزرگی 5‌‌/‌‌7، در محدوده‌ای از مکان مانند منطقه جنوب البرز به مرکزیت تهران به شعاع 100 تا 150 کیلومتر زمین‌لرزه‌ای اتفاق می‌افتد. در چنین پیش‌بینی‌های محدوده زمانی، مکانی، بزرگی و احتمال و همچنین درصدی از عدم قطعیت مطرح است. برای چنین پیش‌بینی‌هایی می‌توان از روش‌هایی چون M8، CM و PI استفاده کرد.

در روش PI تغییرات الگوی رخداد زمین‌لرزه‌ها در منطقه‌ای بررسی و رصد می‌شود و بعد با همین روش احتمالی اتفاق بعدی پیش‌بینی می‌شود. هر یک از این روش‌ها بر اساس یک ساز و کار اختصاصی انجام می‌شود و در نهایت در همه خروجی‌ها در یک بازه زمانی، مکانی، اندازه و عدم قطعیت احتمال چنین رخدادی پیش‌بینی می‌شود. آنچه در علم پیش‌بینی زلزله مطرح است پیش‌بینی کوتاه‌مدت و آنی است. پیش‌بینی کوتاه‌مدت در حد ساعت و روز و یک یا دو هفته است و پیش‌بینی ثانیه در حد ثانیه و دقیقه است.

یکی از بزرگ‌ترین موفقیت‌ها در زمینه پیش‌بینی زلزله، زمین‌لرزه‌ای بود که در هایچنگ چین اتفاق افتاد. این زلزله پیش‌‌بینی و شهر پیش از وقوع زمین‌لرزه تخلیه شد. این زلزله اتفاق افتاد و تلفاتی هم داشت اما اگر شهر تخلیه نمی‌شد تلفات بیشتری داشت. زلزله هایچنگ از معروف‌ترین زلزله‌های پیش‌بینی شده در سطح دنیاست. سال 1995 در کوبه ژاپن زلزله‌ای اتفاق افتاد که پس از آن قابل پیش‌بینی بودن این زلزله مورد بررسی قرار گرفت. در علم این روال وجود دارد که بعد از وقوع پدیده‌های طبیعی قابل پیش‌بینی بودن آن مورد بررسی قرار می‌گیرد. صورت مساله این است که آیا با وجود چنین شواهد و نشانه‌هایی چنین پدیده‌هایی را می‌توان پیش‌بینی کرد؟ زلزله کوبه ژاپن پیش‌بینی نشده بود، اما قابلیت پیش‌بینی آن تائید شد. یک فیزیکدان ایتالیایی بر اساس نتایج به دست آمده از سنجش گاز رادون، زلزله لاکوئیدا را از حدود یک هفته قبل پیش‌بینی کرده بود، اما مکان دقیق آن مشخص نبود. لاکوئیدا این زمین‌لرزه را تجربه کرد. وقتی این زلزله اتفاق افتاد این فیزیکدان اعلام کرد این همان زلزله‌ای است که پیش‌بینی شده بود.

پیش‌بینی آنی موضوعی است که از گذشته‌های دور مورد توجه بوده است. ژاپن از کشورهایی است که بیش از دیگر کشور‌ها به این موضوع توجه داشته است. وقتی موج P زلزله دریافت می‌شود به دنبال آن موج s نیز دریافت خواهد شد. این موج ثانویه در حقیقت همان موج مخرب است.

سامانه‌هایی طراحی شده که می‌تواند رسیدن موج ثانویه یا موج مخرب را هشدار دهد. این سامانه هشدار پیش‌هنگام است. بنابراین اگر بخواهیم موفقیت پیش‌بینی را در زمینه پیش‌بینی‌های آنی مورد بررسی قرار دهیم، می‌توانیم بگوییم سامانه‌های هشدار سریع در ژاپن و آمریکا که از آنها برای هشدار پیش هنگام استفاده می‌شود، موفقیت در پیش‌بینی آنی محسوب می‌شود که می‌تواند نسبت به موج مخرب دریافتی هشدار دهد.

علاوه بر این پدیده‌های وابسته به رخداد زمین‌لرزه مانند سونامی وجود دارد که خوشبختانه با توجه به این که کانون اصلی این پدیده وسط دریاست، مدت زمانی طول می‌کشد تا امواج لرزه‌ای از وسط دریا به شهر یا ساحل برسد. وجود این فاصله زمانی موجب شده است تاحد زیادی در پدیده‌های وابسته به زمین‌لرزه امکان پیش‌بینی و هشدار سریع وجود داشته باشد که این امکان بعد از جنگ دوم جهانی بیشتر فراهم شده است. بعد از زلزله 2004 اندونزی در اقیانوس هند، جنوب آسیا نیز به تجهیزات هشدار سونامی مجهز و به این ترتیب پیش‌بینی پدیده‌های وابسته به زمین‌لرزه به مراتب آسان‌تر شده است.