理查德·阿斯特（Richard Aster）是科罗拉多州立大学地球物理学教授兼系主任。
本故事最初发布于The Conversation
自2019年12月28日起，波多黎各南部发生了一系列强烈且具破坏性的地震，已造成至少一人死亡，多人重伤，并导致许多建筑物倒塌，包括瓜尼卡镇的一所多层学校，所幸当时学校是空的。这些地震是自1918年以来袭击波多黎各最具破坏性的地震，该岛自2020年1月6日起一直处于紧急状态。
这一连串的地震包括伊迪奥斯镇附近和波多黎各西南部沿海地区陆地及近海的震动。到目前为止，已有11次前震——即主震发生前规模较小的地震——震级达到4级或以上。1月6日（5.8级）和1月7日（6.4级主震）发生了主要地震，随后出现了大量大余震。
像我这样的地震学家正不断努力，以便更好地理解地震，包括改进在破坏性事件发生前、发生时和发生后帮助脆弱社区的方法。地震的物理过程极其复杂，但我们在强震序列期间实时预测未来地震的能力正在不断提高。
地震预测并非严格的预报，更类似于天气预报，科学家们根据已发生的地震，运用控制地震行为的既定统计规律来估计未来地震活动的可能性。
海底断层带
波多黎各横跨加勒比板块和北美板块之间一个复杂的边界，在该区域，这两个构造板块以每年约2厘米的速度相互滑动。在地质时期，这种运动形成了穆埃尔托斯海沟（Muertos Trough），这是该岛以南约15,000英尺的海底洼地。
这个板块边界充斥着相互连接的断层构造。目前的活动发生在至少三个相互关联的大断层上或其附近。
断层是较强岩石之间预先存在的薄弱带。在令人惊讶的小应力变化作用下，它们会快速滑动产生地震。断层滑动的“触发式”性质意味着，预测每次地震的确切时间、地点和规模极其困难，甚至不可能。
在地震序列期间，随着应力在地球内部逐渐重新分布，不断变化的应力作用于附近的断层系统。这个过程会产生数以千计的持续性余震。
许多地震序列只是以主震开始。但事后才意识到前震发生在主震之前，对科学家来说并非罕见。地震仪器和分析的改进正帮助科学家更频繁地检测到前震，尽管我们尚未弄清楚如何在实时中识别它们。
一次地震会引发另一次吗？
一个多世纪以来，研究人员一直知道，主震后地震的发生速率会以一种我们可以统计学描述的方式下降。地震的震级及其在地震序列中的相对数量之间也存在着成熟的关系。在大多数地震活跃地区，震级每降低一个单位——例如从4.0降至3.0——人们在给定时间段内可以预期遇到的3级地震数量是4级地震的10倍左右。
利用这些统计关系，我们可以在地震序列进行期间预测未来地震的概率和规模。换句话说，如果我们正在经历余震序列，我们可以预测未来的地震发生率以及预期地震的震级。
例如，截至1月14日，美国地质调查局的预测估计，在接下来的七天内，波多黎各发生6.4级以上地震的可能性为3%。报告还指出，该地区在此期间应会经历40到210次3级或以上的较小地震——这些规模的地震很可能会被感觉到。
通过对包括前震和余震概率在内的地震序列进行扩展的统计建模，地震学家可以预测关键地震场景的可能性，从而为正在发生的地震期间的公众安全工作提供信息。例如，美国地质调查局还估计，截至1月13日，1月7日发生的6.4级地震（即最大震级地震）已经发生的概率为81%。该机构计算出，发生一次规模相近的“双震”（6.4级地震）的可能性为17%。
实时识别一套地震是否可能是一个前震序列，是地震预测研究中一个具有挑战性且活跃的研究领域。在有效预测和沟通持续的地震危害方面取得进展，对于日益城市化的地球上东加勒比地区和其他地震活跃地区的人们来说，可能意味着生与死的区别。
