Em nível regional e mundial, a ocorrência de grandes terremotos rasos parece seguir um padrão matemático chamado Escadaria do Diabo, onde grupos de eventos de terremoto são separados por intervalos longos, mas irregulares de silêncio sísmico.

A descoberta publicada no Boletim da Sociedade Sismológica da América difere do padrão previsto pela modelagem clássica de terremotos, que sugere que os terremotos ocorreriam periodicamente ou quase periodicamente com base em ciclos de aumento e liberação de estresse tectônico. Na verdade, dizem Yuxuan Chen da Universidade de Missouri, Columbia, e colegas, sequências periódicas de grandes terremotos são relativamente raras.

Os pesquisadores observam que seus resultados podem ter implicações para a avaliação do risco sísmico. Por exemplo, eles descobriram que essas grandes sequências de terremotos (aquelas com eventos de magnitude 6,0 ou maior) são "mais explosivas" do que o esperado, o que significa que o agrupamento de terremotos no tempo resulta em uma probabilidade maior de eventos sísmicos repetidos logo após um grande terremoto. O intervalo irregular entre as explosões de eventos também torna mais difícil prever um tempo médio de recorrência entre grandes terremotos.

Os catálogos de sismólogos para grandes terremotos em uma região podem incluir poucos terremotos em um período de tempo muito curto para capturar todo o padrão de escada, tornando "difícil saber se os poucos eventos em um catálogo ocorreram dentro de um aglomerado de terremotos ou abrangeram ambos os aglomerados e intervalos de repouso, "Chen e seus colegas observaram.

“Por este mesmo motivo, precisamos ser cautelosos ao avaliar que um evento está "atrasado" apenas porque o tempo medido a partir do evento anterior passou algum "tempo médio de recorrência" com base em um catálogo incompleto, "acrescentaram.

A Escadaria do Diabo, às vezes chamada de função Cantor, é um fractal demonstrado por sistemas dinâmicos não lineares, em que uma mudança em qualquer parte pode afetar o comportamento de todo o sistema. Na natureza, o padrão pode ser encontrado em sequências de sedimentação, mudanças nas taxas de elevação e erosão e reversões no campo magnético da Terra, entre outros exemplos.

Ph.D. de Chen o conselheiro Mian Liu teve uma introdução incomum à Escadaria do Diabo. "Eu tropecei neste tópico há alguns anos quando li sobre o estudo de dois pesquisadores da UCLA sobre o padrão temporal de um notório assassino em série, Andrei Chikatilo, que matou pelo menos 52 pessoas de 1979 a 1990 na ex-União Soviética, "ele explicou." O padrão de tempo de seus assassinatos é uma escada do Diabo. Os pesquisadores estavam tentando entender como a mente do criminoso funcionava, como os neurônios estimulam uns aos outros no cérebro. Fiquei intrigado porque percebi que os terremotos funcionam de maneira semelhante, que uma ruptura de falha poderia estimular a atividade em outras falhas por transferência de estresse. "

"Conceitualmente, também sabemos que muitos grandes terremotos, que envolvem a ruptura de segmentos de falha múltiplos e variáveis ​​em cada ruptura, violam o pressuposto básico do modelo de terremotos periódicos, que se baseia na acumulação e liberação repetida de energia em um determinado plano de falha, "Liu acrescentou.

Os fatores que controlam os eventos agrupados são complexos, e pode envolver o estresse que estimula um terremoto, mudanças nas propriedades de atrito e transferência de tensão entre falhas ou segmentos de falha durante uma ruptura, entre outros fatores, disse Gang Luo da Universidade de Wuhan. Ele notou que os intervalos parecem estar inversamente relacionados à taxa de deformação tectônica de fundo para uma região.