Geosciences (ISSN 2076-3263) 最佳论文奖的评选基于2023年发表在该期刊上的所有论文。经过对论文原创性、重要性、引用量和下载量的全面评估,最终评选出了两篇获奖文章。本期与您分享的是由Panayiotis A. Varotsos教授及其团队撰写的文章,团队介绍了一种新的程序,用于更准确地确定即将发生的大地震 (EQ) 的发生时间。
获奖文章速览
Improving the Estimation of the Occurrence Time of an Impending Major Earthquake Using the Entropy Change of Seismicity in Natural Time Analysis
在自然时间分析中利用地震熵变改进对即将发生的大地震发生时间的估计
https://www.mdpi.com/2076-3263/13/8/222
Geosciences 期刊有幸邀请到文章通讯作者Panayiotis A. Varotsos教授进行了简要访谈,他与我们分享了此次获奖感言以及对现在及未来工作的想法与展望。
访谈内容
Q1 您能向读者简要介绍一下自己吗?
A:我是雅典国立和卡波迪斯特里安大学的荣誉教授。自20世纪70年代以来,我一直专注于固体 (包括多种岩石) 的介电性质研究,并建立了控制固体中缺陷形成和迁移的热力学参数的严格理论基础。在20世纪80年代初,我发现离子固体中的异价杂质会导致外禀缺陷的形成,形成电偶极子——其弛豫时间取决于压力 (应力)。我所做的研究还证明了,当压力达到临界值σcr时,这些偶极子可能会发生协同取向,从而发射瞬态电信号。这种现象可能发生在地震之前 (临界点),因为在破裂前,震源区域的应力会逐渐增加。这些信号被称为地震电信号 (SES),自1981年以来已通过实验检测到,为即将发生的地震的震级和震中位置提供了信息。此类信号在希腊和其他国家多次被观测到。此外,2001年引入了一种新的时间概念,称为“自然时间”,其分析能够研究复杂系统的动态演化,并识别系统何时接近动态相变。这种相变就是大地震的发生。此外,我参与了约300篇论文和五部专著的撰写或合著。
Q2 您能简要总结一下获奖论文的主要发现或贡献吗?
A:本文提出了一种新方法,通过结合自然时间下的熵变和非加性Tsallis熵,更准确地识别即将发生的大地震的时间。对于日本、墨西哥和加利福尼亚的大型地震,实现了对主震时间窗口的缩短。具体而言,2011年日本M9级东北大地震 (日本有记录以来最大的地震) 的发生时间几乎提前了一天;对于M8级和M7级的地震,也实现了类似的时间缩短。例如,2017年9月7日发生在墨西哥恰帕斯州海岸附近的M8.2级地震 (墨西哥一个多世纪以来最大的地震)、2017年9月19日发生在墨西哥平板内的M7.1级地震,以及2019年7月6日发生在加利福尼亚的M7.1级里奇克雷斯特地震。
Q3 是什么启发了您从事这一研究课题?
A:在研究可能发生大地震的区域的地震活动时,我们发现自然时间下的熵变在时间反转下优于非加性Tsallis熵。自然时间下的熵变在时间反转下表现出唯一的最小值,而Tsallis非加性熵可能表现出多个最小值。本文的目标是将这两种熵结合起来。
Q4 在研究过程中,您遇到的最大挑战是什么?您是如何克服的?
A:自然时间下的熵变在时间反转下的最小值伴随着复杂性度量的显著增加,该度量量化了这些波动。因此,这个最小值可以唯一地识别为即将发生的大地震的前兆。这一挑战在于如何恰当地表达问题以实现这些特性。
Q5 获得最佳论文奖的感受如何?这一认可对您意味着什么?
A:我们认为,这个奖项是对我们几十年来地震预测研究努力的认可。同时,本文中的一些结果是在学术院士Seiya Uyeda的指导下完成的,在此向他表示特别感谢。此外,这个奖项表明,随着时间的推移,越来越多的科学家和地震学家对地震预测感兴趣。
Q6 是什么吸引您向 Geosciences 投稿?您认为作者在该期刊发表文章能获得哪些好处?
A:Geosciences 是适合发表我们研究成果的期刊,而且投稿体验感很好,编辑们的效率很高,审稿人们给予的意见也很专业。其开放获取的出版模式和社交媒体的分享有助于将我们的工作广泛传播给研究人员。
Q7 这项研究的下一步是什么?您计划进行哪些后续研究或应用?
A:这项研究的未来方向还有很多,例如进一步缩短即将发生的大地震的时间窗口,并将该方法应用于其他地区的地震。
Q8 您对希望像您一样产出高影响力研究成果的年轻研究人员有什么建议?
A:我们建议年轻研究人员,要想取得非常好的成果,可能需要几十年的研究努力。因此,无论多么困难,他们都应继续追求自己的研究目标。
Q9 您认为在竞争激烈的环境中,一篇论文如何才能脱颖而出?
A:可能需要多年的努力才能破茧成蝶。例如本文将我们多年来取得的成果应用于非常重要且具有破坏性的地震,其在地震预测中的实际应用能力也是一个重要因素。
期刊结语:Varotsos教授的研究不仅为地震预测提供了新的视角,也展示了长期坚持和跨学科合作的重要性。我们期待他的研究在未来继续为地震科学领域带来更多突破。
作者其他发文荐读
Order Parameter and Entropy of Seismicity in Natural Time before Major Earthquakes: Recent Results
Panayiotis A. Varotsos, Nicholas V. Sarlis and Efthimios S. Skordas
https://www.mdpi.com/2076-3263/12/6/225
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