西北大学研究人员的一项新研究结果将帮助地震科学家更好地处理地震学中最重要的问题:断层上下一次大地震的预期时间。

地震学家通常认为，断层上的大地震是很有规律的，下一次地震发生的时间大约与前两次地震之间的时间相同。不幸的是，地球通常不是这样运转的。虽然地震有时比预期来得早或晚，但地震学家没有办法描述这一点。

现在他们知道了。由地震学家和统计学家组成的西北大学研究小组开发了一种地震概率模型，该模型比现有的模型更全面、更现实。新的模型考虑了以前地震的具体顺序和时间，而不是仅仅使用过去地震之间的平均时间来预测下一次地震。这有助于解释一个令人困惑的事实，即地震有时会聚集在一起——一组地震之间的时间相对较短，而没有地震的时间较长。

温伯格艺术与科学学院地球与行星科学威廉·迪林教授赛斯·斯坦说:“考虑整个地震历史，而不仅仅是一段时间内的平均水平，以及自上次地震以来的时间，将对我们预测未来地震何时发生有很大帮助。”“当你试图计算一支球队赢得一场比赛的机会时，你不想只看最后一场比赛和长期的平均水平。回顾最近的其他游戏也会有所帮助。我们现在可以对地震做类似的事情。”

这项名为“使用长期断层记忆的更真实的地震概率模型”的研究最近发表在《美国地震学会公报》上。这项研究的作者是斯坦因、西北大学教授布鲁斯·斯宾塞和刚毕业的博士詹姆斯·s·尼利和利亚·萨尔迪奇。斯坦因是西北大学政策研究所(IPR)的教员助理，斯宾塞是IPR的教员研究员。

“地震就像一辆不可靠的公共汽车。”目前在芝加哥大学工作的尼利说。“公共汽车可能每30分钟到达一次，但有时很晚，有时又太早。地震学家认为，即使地震发生晚了，下一次地震也不太可能提前到来。相反，在我们的模型中，如果它晚了，它现在更有可能很快到来。公交车走得越晚，下一辆就会越早到达。”

地震断层比假设的要聪明

自1906年旧金山大地震以来一直使用的传统模型，假设断层上的缓慢运动积累了应变，所有这些都在大地震中释放出来。换句话说，断层只有短期记忆——它只“记得”最后一次地震，而“忘记”了之前所有的地震。这一假设用于预测未来地震发生的时间，然后用于预测地震等级的危险地图，从而设计抗震建筑。

然而，“大地震不会像时钟一样发生。”尼利说。“有时我们看到几次大地震在相对较短的时间内发生，然后在很长一段时间内什么都没有发生。传统模式无法处理这种行为。”

相比之下，新的模型假设地震断层比地震学家假设的更聪明——有更长的记忆。长期断层记忆源于这样一个事实:有时地震并没有释放出随着时间的推移在断层上积聚的所有张力，所以一些在大地震后仍然存在，并可能引发另一场地震。这就解释了地震有时会成群发生的原因。

“地震集群意味着断层具有长期记忆。”Salditch说，他现在在美国地质调查局工作。“如果大地震已经过去很长时间了，那么即使在另一次地震发生后，断层的‘记忆’有时也不会被地震抹去，留下剩余的张力，并增加了再次发生地震的可能性。我们的新模型就是这样计算地震概率的。”

例如，虽然圣安德烈亚斯断层莫哈韦段的大地震平均每135年发生一次，但最近的一次地震发生在1857年，距离1812年的一次地震仅45年。虽然使用传统模型无法预测这一点，但新模型表明，由于1812年的地震发生在1508年地震之后的304年之后，剩余的应变导致了1857年比平均水平更快的地震。

统计学教授斯宾塞说:“过去地震的具体顺序和时间很重要，这是有道理的。”“许多系统的行为取决于它们长期以来的历史。例如，你扭伤脚踝的风险不仅取决于你上次扭伤的风险，还取决于你之前的扭伤风险。”

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。