Сигнал и шум. Почему одни прогнозы сбываются, а другие – нет

Изданная в 2009 г. книга Сьюзен Хоф «Предсказывая непредсказуемое: волнующая всех наука о предсказаниях землетрясений» (Hough S. «Predicting Unpredictable: Tumultuous Science of Earthquake Prediction») представляет собой своеобразную историю попыток предсказать землетрясения, и, судя по всему, они оказались ненамного успешнее, чем прогнозы политических экспертов, о которых писал Фил Тетлок в своем исследовании.

В общем, в этой области в целом особый прогресс не наблюдается, однако можно увидеть много ложных сигналов.

Лима, Перу

Один из самых печально известных случаев неудачных прогнозов связан с Брайаном Брэди, получившим докторскую степень в МТИ и работавшим в Колорадском горном училище. По его расчетам, в 1981 г. в районе столицы Перу Лимы должно было произойти землетрясение магнитудой 9,2 балла – одно из крупнейших за всю историю наблюдений{337}. Поначалу его предсказание получило определенную поддержку в сейсмологическом сообществе – ее ранняя версия была создана в сотрудничестве с ученым из USGS. Однако затем Брэди начал включать в нее множество новых элементов – от анализа горных пород, которые он исследовал в годы занятий горным делом, до теории относительности Эйнштейна. По мере того как теория становилась все более сложной, коллеги начали все чаще говорить ему о том, что перестают понимать ее суть{338}: то есть, мягко говоря, что он сошел с ума. В какой-то момент Брэди предсказал, что землетрясение магнитудой 9,2 балла будет лишь первым в ряду землетрясений в Перу, а кульминацией станет рекордное землетрясение в августе 1981 г. магнитудой 9,9 балла{339}.

Предсказание просочилось в перуанские СМИ и изрядно напугало население; казавшийся серьезным американский ученый был убежден, что столица страны скоро окажется в руинах. Их тревога лишь усилилась после новостей о том, что перуанский Красный Крест в рамках подготовки к возможному бедствию затребовал 100 тыс. мешков для захоронения трупов. Снизился наплыв туристов, и упали цены на недвижимость{340}. Со временем правительство США отправило в Перу группу ученых и дипломатов с целью успокоить нервы жителей. Новость о том, что в 1981 г. Большое Перуанское землетрясение так и не произошло (равно как и небольшое), попала на первые страницы многих газет.

Паркфилд, штат Калифорния

Несмотря на то что история в Лиме наглядно показала, что ложные тревоги оказывают значительное психологическое и экономическое влияние на население, сейсмологи продолжили поиски святого Грааля. Если Брэди можно было назвать одиноким волком, то известны и другие случаи, когда предсказание землетрясения получало более явную поддержку со стороны USGS и широкого сейсмологического сообщества. Однако и среди них трудно найти примеры удачных предсказаний.

Одной из самых активно изучаемых сейсмических зон в мире является Паркфилд, штат Калифорния, располагающийся вдоль разлома Сан-Андреас (в районе, ограниченном Фресно и Бейкерсфилдом). В течение довольно длительного времени с интервалами примерно в 22 года, то есть в 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 и 1966 гг., в Паркфилде возникали землетрясения. В одном из научных исследований, профинансированном USGS{341}, был описан тренд и дан прогноз, что с вероятностью в 95 % в период между 1983 и 1993 гг. (а скорее всего, в 1988 г.) в этом районе произойдет очередное землетрясение. Однако в реальности более-менее заметное землетрясение произошло в Паркфилде лишь в 2004 г., что явно не соответствовало предсказанию.

Помимо того что предсказание землетрясений в Паркфилде было ошибочным, оно усилило популярное заблуждение о том, что эти события происходят через равные промежутки времени и что региону «суждено» пережить землетрясение, если оно не наблюдалось там в течение какого-то времени в прошлом. Землетрясения возникают в результате роста напряжения вдоль линий разлома. Напряжение нарастает, пока не происходит выброс наподобие того, как из гейзера выбивается струя горячей воды. Затем напряжение спадает, и процесс начинается с самого начала.

Однако система разломов довольно сложна – регионы, подобные Калифорнии, имеют множество разломов, и каждый из них обладает собственными особенностями и спецификой. В результате землетрясения может произойти частичное снижение напряжения на одном участке разлома, но оно может передаться соседним или даже отдаленным уголкам того же разлома{342}. Более того, напряжение на разломе сложно зафиксировать напрямую до тех пор, пока не произойдет землетрясение.

То есть если в Сан-Франциско в соответствии с прогнозом значительное землетрясение происходит каждые 35 лет, из этого вовсе не следует, что такие события распределяются равномерно (например, в 1900, 1935, 1970 гг.). Правильнее предположить, что вероятность ежегодных землетрясений составляет 1 из 35, и что это соотношение не будет особенно сильно меняться со временем вне зависимости от того, сколько времени прошло с предыдущего.

Пустыня Мохаве, штат Калифорния