Earthquake sequencing: chimera states with Kuramoto model dynamics on directed graphs
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Earthquake sequencing studies allow us to investigate empirical relationships among spatio-temporal parameters describing the complexity of earthquake properties. We have recently studied the relevance of Markov chain models to draw information from global earthquake catalogues. In these studies, we considered directed graphs as graph theoretic representations of the Markov chain model and analyzed their properties. Here, we look at earthquake sequencing itself as a directed graph. In general, earthquakes are occurrences resulting from significant stress interactions among faults. As a result, stress-field fluctuations evolve continuously. We propose that they are akin to the dynamics of the collective behavior of weakly coupled non-linear oscillators. Since mapping of global stress-field fluctuations in real time at all scales is an impossible task, we consider an earthquake zone as a proxy for a collection of weakly coupled oscillators, the dynamics of which would be appropriate for the ubiquitous Kuramoto model. In the present work, we apply the Kuramoto model with phase lag to the non-linear dynamics on a directed graph of a sequence of earthquakes. For directed graphs with certain properties, the Kuramoto model yields synchronization, and inclusion of non-local effects evokes the occurrence of chimera states or the co-existence of synchronous and asynchronous behavior of oscillators. In this paper, we show how we build the directed graphs derived from global seismicity data. Then, we present conditions under which chimera states could occur and, subsequently, point out the role of the Kuramoto model in understanding the evolution of synchronous and asynchronous regions. We surmise that one implication of the emergence of chimera states will lead to investigation of the present and other mathematical models in detail to generate global chimera-state maps similar to global seismicity maps for earthquake forecasting studies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».