Pour prédire quand les tremblements de terre sont susceptibles de se produire, les sismologues utilisent souvent des statistiques pour surveiller l'évolution des grappes d'activité sismique au fil du temps. Cependant, cette approche échoue souvent à anticiper l'heure et la magnitude des séismes à grande échelle, conduisant à des oublis dangereux dans les systèmes d'alerte précoce actuels. Depuis des décennies, des études extérieures au domaine de la sismologie ont proposé que ces grands, les événements sismiques potentiellement dévastateurs sont liés à une gamme de phénomènes non sismiques, qui peuvent être observés des jours voire des semaines avant que ces grands séismes ne se produisent. Jusque là, cependant, cette idée n'a pas fait son chemin dans la communauté scientifique au sens large. Dans ce numéro spécial, EPJ Special Topics propose le Global Earthquake Forecasting System (GEFS) :la première initiative collaborative entre des chercheurs multidisciplinaires consacrée à l'étude d'un large éventail de précurseurs de tremblements de terre non sismiques.

En favorisant l'intégration de ces idées avec les théories existantes en sismologie, Le GEFS pourrait conduire à des améliorations significatives des systèmes d'alerte précoce aux tremblements de terre ; potentiellement sauver des vies et protéger les infrastructures critiques lors de futures catastrophes. L'initiative est rationalisée via un mécanisme subtil basé sur les défauts au niveau atomique pour expliquer une variété de précurseurs de tremblements de terre, s'appuyant sur des décennies d'expériences en laboratoire en chimie physique et physique du solide. La théorie suggère que, à mesure que les contraintes s'accumulent dans les plaques tectoniques avant l'activité sismique, des paires électron-trou sont générées dans la croûte terrestre. Les électrons sont confinés dans les roches sollicitées, mais les trous chargés positivement s'écoulent dans l'environnement, roches moins sollicitées, produisant des courants électriques pouvant parcourir de grandes distances. Ces courants peuvent à leur tour déclencher des effets secondaires de grande envergure allant d'un rayonnement électromagnétique inhabituel à très faible, aux émissions d'infrarouges thermiques spectroscopiquement distincts de la surface de la Terre, aux changements dans l'atmosphère et l'ionosphère.

Ce numéro spécial documente les découvertes de chercheurs du monde entier, qui ont utilisé à la fois des observations au sol et dans l'espace pour relier ces modèles non sismiques à l'occurrence de grands séismes ultérieurs. Le travail crée une justification solide pour les efforts mondiaux visant à surveiller en permanence la Terre pour les signes clés de ces précurseurs, qui sont souvent intermittents et faibles. Si ses objectifs sont atteints, Le GEFS pourrait être le premier pas vers une large collaboration entre différentes communautés scientifiques, chacun avec l'objectif commun d'améliorer notre capacité à prévoir les grands tremblements de terre à l'avenir.