Trzęsienia powierzchni Ziemi są wynikiem jej budowy. Skorupa ziemska nie jest jednolitą sferą, składa się z kilku opierających się o siebie części, nazywanych płytami kontynentalnymi. Na skutek zachodzących we wnętrzu kuli ziemskiej procesów, płyty te przesuwają się powoli (kilka-kilkanaście centymetrów na rok), a przesuwając się - ocierają się o siebie. W wyniku hamującego ruch tarcia powstają w nich naprężenia. Jeśli naprężenia okażą się wystarczająco silne, stabilna równowaga ulega zaburzeniu i płyty gwałtownie przesuwają się, rozładowując nagromadzoną energie naprężeń w postaci katastrofalnych trzęsień ziemi.
Możliwość ich przewidywania utrudnia fakt, że nie znamy dokładnie wszystkich mechanizmów zachodzących we wnętrzu naszej planety. Sprzęt badawczy nie wytrzymuje olbrzymich ciśnień i temperatur, jakie panują we wnętrzu naszego globu, stosuje się więc metody pośrednie. W tej chwili wykorzystywanych jest kilka metod śledzenia aktywności skorupy ziemskiej i co za tym idzie, możliwości przewidywania jej spazmów.
Najpewniejszą znaną oznaką nadchodzącego wielkiego trzęsienia ziemi są wstrząsy wstępne - niewielkie trzęsienia ziemi poprzedzające główne uderzenie. Niestety nigdy nie jest to pewne - tylko jedno na 10-20 małych trzęsień ziemi okazuje się być wstrząsem wstępnym, a około połowy wielkich trzęsień ziemi uderza bez żadnego ostrzeżenia.
Inną metodą jest nasłuch zakłóceń elektromagnetycznych. Przed wielkimi trzęsieniami ziemi, wzmaga się aktywność elektromagnetyczna w okolicach epicentrum trzęsienia. Źródłem radiowych zakłóceń są efekty piezolelektryczne w pękających skałach poddanych olbrzymiemu naciskowi płyt tektonicznych. Ta metoda jednak nie daje jednoznacznych przewidywań co do położenia, mocy i czasu trzęsienia ziemi.
Po katastrofalnym trzęsieniu ziemi we włoskiej L'Aquili w 2009 Giampaolo Giuliani przedstawił swoje obserwacje z których wynikało, że katastrofa poprzedzona została pojawieniem się w powietrzu wielkich ilości radioaktywnego gazu, radonu. Radon jest produktem przemian jądrowych zachodzących w skorupie ziemskiej i prawdopodobnie jest "wyciskany" do atmosfery przez rosnące naprężenia uskoku. Teoria radonowa nie jest nowa, już w drugiej połowie 20 wieku badano możliwość przewidywania trzęsień ziemi przez pomiary poziomu radonu, jednak podobnie jak z wstrząsami wstępnymi - zdarzają się wytryski radonu po których ziemia ani drgnie i zdarzają się trzęsienia ziemi nie poprzedzone wzrostem poziomu radonu
Ciekawą próbą monitorowania stanu skorupy ziemskiej jest projekt Quake-Catcher (łowca trzęsień) opracowany na uniwersytecie Stanforda. Jest to projekt opierający się na współdziałaniu z rozproszonymi ochotnikami, którzy uruchamiają na swoich komputerach oprogramowanie wykorzystujące - wbudowane w nowoczesne komputery - akcelerometry do mierzenia drgań otoczenia. Jest to projekt podobny do SETI@Home czy domowego poszukiwania pulsarów , jednak zamiast poświęcać czas obliczeniowy swoich komputerów czy swój w celu weryfikacji danych naukowych, użytkownicy uruchamiają na swoich komputerach oprogramowanie, zamieniające je w elementy wielkiego, rozproszonego sejsmografu. Głównym problemem Quake-Catchera jest odróżnianie trzęsień ziemi od stuku kubka o powierzchnię blatu na którym stoi komputer uczestnika programu.
W literaturze naukowej przewijają się próby przewidywania trzęsień ziemi za pomocą instrumentów laserowych - wykorzystując optyczne zjawisko interferencji światła laserowego można z olbrzymią dokładnością zmierzyć zmiany odległości pomiędzy dwoma dalekimi punktami. Pozwala to mierzyć ruchy skorupy ziemskiej i szacować narastające naprężenia.
Kilka eksperymentów wykorzystujących techniki satelitarne także nie dało jednoznacznych rezultatów. Wielkie japońskie trzęsienie ziemi z 2004 zostało o 7 dni poprzedzone wzrostem elektrycznej aktywności jonosfery (jednej z górnych warstw ziemskiej atmosfery), ale nie był to efekt powtarzalny.
Mądrość ludowa mówi o niepokoju wśród małych zwierząt w okresach poprzedzających trzęsienia ziemi, jednak nie ma jednoznacznych badań potwierdzających istnienie takiego efektu.
Wszelkie opisane wyżej zjawiska, które próbujemy wykorzystać do przewidywania trzęsień ziemi mogą być z nimi powiązane przypadkowo - nie wiemy czy są efektami procesów geologicznych prowadzących do trzęsień ziemi, czy z nimi nie związanych. Nie znamy mechanizmów rządzących wnętrzem naszej planety. Paradoksalnie, naukowcy wiedzą dużo więcej o wnętrzach gwiazd odległych o tysiące lat świetlnych, niż o procesach zachodzących dziesiątki kilometrów pod naszymi stopami. Dzięki dalszemu rozwojowi geologii może uda się przewidywać te potworne zjawiska, ale na razie pokazują nam, że do nas należy tylko cieniutka warstewka na powierzchni, pod którą czają się siły, wobec których jesteśmy bezradni.
Janusz A. Urbanowicz
