Magnitude Compression at Two Completeness Thresholds and the Likelihood of Large Earthquakes: Pre-registered Tests of Blue-Dominance and Red-Persistence Rules
जापान, चिली और तुर्की के भूकंपीय कैटलॉग का विश्लेषण करने वाले इस पूर्व-पंजीकृत अध्ययन ने पाया कि जबकि एक "ब्लू-डोमिनेंस" नियम (जहाँ एक निचले थ्रेशोल्ड पर मैग्नीट्यूड कंप्रेशन, उच्च थ्रेशोल्ड पर होने वाले कंप्रेशन से अधिक होता है) ने बड़े भूकंपों की संभावना में उल्लेखनीय कमी की अवधि की सफलतापूर्वक पहचान की, लेकिन परीक्षण किए गए कोई भी नियम बड़े भूकंपों के आगमन की विश्वसनीय रूप से भविष्यवाणी नहीं कर सके।
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भूकंप पृथ्वी की पपड़ी में बनी दरारों के साथ संचित तनाव को मुक्त करने का उसका एक तरीका है, और एक सदी से अधिक समय से, वैज्ञानिक संवेदनशील उपकरणों द्वारा दर्ज की गई हर थरथराहट के कैटलॉग का अध्ययन कर रहे हैं। ये रिकॉर्ड डेटा की एक विशाल मात्रा रखते हैं, जिसमें लाखों घटनाओं का समय, स्थान और शक्ति सूचीबद्ध होती है, जो मनुष्यों द्वारा महसूस किए जाने वाले अत्यंत सूक्ष्म कंपन से लेकर उन विशाल विदरों तक विस्तृत है जो परिदृश्यों को नया आकार देते हैं। इस क्षेत्र में एक केंद्रीय चुनौती दैनिक भूकंपीय गतिविधि के 'बैकग्राउंड नॉइज़' (पृष्ठभूमि के शोर) से उन विशिष्ट पैटर्न को अलग करना है जो संकेत दे सकें कि कोई बड़ी, खतरनाक भूकंप आने वाली है। हालांकि यह स्थापित है कि भूकंप समय और स्थान में क्लस्टर (समूह में) होते हैं, जिसमें अक्सर बड़े झटकों के बाद छोटे झटके आते हैं, लेकिन किसी बड़ी घटना के लिए एक विश्वसनीय अल्पकालिक चेतावनी खोजना अब भी कठिन बना हुआ है। अधिकांश प्रस्तावित संकेत नए डेटा के विरुद्ध कठोर परीक्षण के बाद विफल रहे हैं, जिससे वैज्ञानिक समुदाय बिना किसी भरोसेमंद तरीके के इस बात को लेकर अनिश्चित है कि जमीन अगली बार कब हिंसक रूप से हिलेगी।
हाल ही में एक अध्ययन में, एक शोधकर्ता ने यह परीक्षण करने के लिए एक विशिष्ट विचार पर काम किया कि समय के साथ भूकंप का आकार कैसे बदलता है, जिसमें एक ऐसी विधि का उपयोग किया गया जो पैटर्न के सामने आने के बाद उन्हें खोजने की सामान्य गलतियों से बचने के लिए डिज़ाइन की गई थी। यह अध्ययन तीन विशिष्ट क्षेत्रों पर केंद्रित था जो भूकंपीय गतिविधि के लिए जाने जाते हैं: जापान में नोटो प्रायद्वीप, चिली में इकीके क्षेत्र और तुर्की में कहरामरमारास क्षेत्र। शोधकर्ता ने भूकंपीय परिमाण के "संपीड़न" (compression) को मापने के दो अलग-अलग तरीकों के बीच संबंध की जांच की। एक माप में 1.5 तीव्रता से बड़े सभी भूकंप शामिल थे, जो बार-बार होने वाले और छोटे होते हैं, जबकि दूसरे में केवल 3.0 से बड़े भूकंप शामिल थे, जो दुर्लभ और अधिक ऊर्जावान होते हैं। इन दोनों मापों को समय के साथ एक साथ ट्रैक करके, शोधकर्ता ने यह देखने के लिए तीन विशिष्ट नियमों का परीक्षण किया कि क्या वे अगले तीन महीनों के भीतर एक बड़े भूकंप के होने की भविष्यवाणी कर सकते हैं। परिणामों को एक भाग्यशाली अनुमान बनने से बचाने के लिए, नियमों को डेटा के विश्लेषण से पहले एक डिजिटल टाइमस्टैम्प के साथ लिख दिया गया था और लॉक कर दिया गया था, जिसे प्री-रजिस्ट्रेशन (पूर्व-पंजीकरण) कहा जाता है, जो वैज्ञानिकों को परिणाम देखने के बाद अपने मानदंड बदलने से रोकता है।
अध्ययन में पाया गया कि तीन नियमों में से एक नियम ने स्पष्ट और सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान की, जबकि अन्य दो ने नहीं। सफल नियम में वह अवधि शामिल थी जब छोटे, अधिक बार होने वाले भूकंपों का माप लगातार बड़े, दुर्लभ भूकंपों के माप से अधिक रहा। जब यह "ब्लू डोमिनेंस" (नीला प्रभुत्व) हुआ, जिसका अर्थ है कि छोटे घटनाओं का वक्र (curve) बिना किसी बाधा के बड़े घटनाओं के वक्र से ऊपर रहा, तो अगले 90 दिनों में एक बड़े भूकंप की संभावना नाटकीय रूप से गिर गई। अध्ययन किए गए तीन क्षेत्रों में, इस स्थिति के बाद एक बड़ा भूकंप एक औसत दिन की तुलना में केवल पांचवें हिस्से जितनी बार आया। यह परिणाम तब भी सत्य रहा जब शोधकर्ताओं ने क्षेत्र में होने वाली भूकंपों की कुल संख्या को ध्यान में रखा, जिससे पता चलता है कि गतिविधियों के केवल भारी आयतन के बजाय, उनके आकार का पैटर्न जानकारी ले जा रहा था। यह निष्कर्ष बताता है कि जब जमीन बहुत समान आकार के छोटे झटकों को उत्पन्न कर रही होती है, बिना बड़े आयोजनों के समान रूप से एकरूप हुए, तो वह क्षेत्र एक शांत चरण में होता है जहाँ एक बड़ी टूट-फूट की संभावना कम होती है।
इसके विपरीत, अध्ययन ने इस विचार को स्पष्ट रूप से खारिज कर दिया कि बड़े भूकंपों में वृद्धि एक चेतावनी संकेत के रूप में कार्य कर सकती है। एक परीक्षण किए गए नियम ने सुझाव दिया था कि यदि बड़े भूकंपों का वक्र बार-बार छोटे भूकंपों के वश्विक वक्र के ऊपर आता है, या यदि यह एक सप्ताह या उससे अधिक समय तक ऊपर रहता है, तो इसके बाद एक बड़ा भूकंप आने की अधिक संभावना होगी। डेटा ने दिखाया कि हालांकि बार-बार होने वाले क्रॉसिंग (प्रतिच्छेदन) उच्च गतिविधि से सह-संबंधित थे, लेकिन यह केवल इसलिए था क्योंकि क्षेत्र पहले से ही कई भूकंपों के साथ व्यस्त था, न कि इसलिए कि स्वयं पैटर्न ने किसी बड़ी घटना की भविष्यवाणी की थी। इसी तरह, जब बड़े भूकंपों का वक्र कम से कम सात दिनों के लिए छोटे वक्र के ऊपर रहा, तो इसने विश्वसनीय रूप से बड़े भूकंप का पूर्वाभास नहीं दिया। वास्तव में, अध्ययन में विश्लेषण किए गए चौदह बड़े भूकंपों में से केवल चार ही ऐसे निरंतर काल के पूर्व हुए थे। यह परिणाम इस सहज धारणा को चुनौती देता है कि उच्च-ऊर्जा वाले छोटे भूकंपों का एक लंबा दौर उस तनाव के संचय का संकेत देता है जो एक विशाल रिलीज के लिए आवश्यक है।
शोधकर्ताओं ने सावधानीपूर्वक उल्लेख किया कि उनके निष्कर्ष बड़े भूकंपों की अपेक्षाकृत कम संख्या—तीनों क्षेत्रों में कुल पंद्रह—पर आधारित हैं और इन परिणामों की पुष्टि स्वतंत्र डेटा सेटों पर की जानी चाहिए जो इस प्रारंभिक विश्लेषण का हिस्सा नहीं थे। अध्ययन यह दावा नहीं करता है कि उसने भूकंप की भविष्यवाणी की समस्या को हल कर लिया है, और न ही यह लोगों को यह बताने के लिए कोई उपकरण प्रदान करता है कि उन्हें ठीक कब सुरक्षित स्थान पर जाना चाहिए। इसके बजाय, यह एक विशिष्ट स्थिति की पहचान करता है जहाँ बड़े भूकंप का जोखिम सामान्य से काफी कम होता है। यह अंतर आपातकालीन प्रबंधकों और वैज्ञानिकों के लिए व्यावहारिक रूप से उपयोगी हो सकता है, जिससे उन्हें यह पहचानने में मदद मिल सकती है कि कब नियमित निगरानी पर्याप्त है, और कब बढ़ी हुई सतर्कता की आवश्यकता है। इन नियमों और कोड को फ्रीज करके, शोधकर्ता ने इसे संभव बना दिया है कि अन्य लोग जापान और कैलिफोर्निया के नए डेटा पर इन समान पैटर्नों का परीक्षण कर सकें, जिससे यह सुनिश्चित हो सके कि वैज्ञानिक प्रक्रिया पृथ्वी के व्यवहार को समझने की हमारी समझ को परिष्कृत करना जारी रखे।
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