Παναγιώτης Α. Βαρώτσος
Σύντομο Βιογραφικό Σημείωμα
(συμπεριλαμβάνοντας στοιχεία για την
Πρόγνωση των Σεισμών με την μέθοδο ΒΑΝ)

(Τελευταία ενημέρωση: 04-02-2014)


Γενικά στοιχεία

Γεννήθηκε στις 28 Νοεμβρίου του 1947 στην Πάτρα. Διδάκτωρ Φυσικής, Πανεπιστήμιο Αθηνών (1973), Υφηγητής Πανεπιστημίου Αθηνών (1977). Από το 1986, Καθηγητής Φυσικής Στερεάς Κατάστασης στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών.

Ακαδημαϊκές θέσεις

Βραβεία - Διακρίσεις

Κύρια Ερευνητικά Ενδιαφέροντα

Δημοσιεύσεις


Κύρια επιστημονικά αποτελέσματα

Αυτά αναφέρονται στα ακόλουθα πεδία έρευνας:

(1) Θερμοδυναμική

Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του '70 και στις αρχές της δεκαετίας του '80, σε συνεργασία με τον Καθηγητή Καίσαρα Αλεξόπουλο, έγινε αυστηρή θεμελίωση των θερμοδυναμικών παραμέτρων που σχετίζονται με το σχηματισμό ή την μετανάστευση πλεγματικών ανωμαλιών στα στερεά. Σε δεκάδες εργασίες που δημοσιεύθηκαν, κυρίως στο Physical Review B, προτάθηκε και θεμελιώθηκε ένα νέο θερμοδυναμικό πρότυπο που συνδέει τις παραμέτρους αυτές με μακροσκοπικές ιδιότητες του μητρικού υλικού. Τα κύρια αποτελέσματα συμπεριελήφθησαν στη μονογραφία P. Varotsos and K. Alexopoulos, Thermodynamics of Point Defects and their relation with the bulk properties (North Holland, 1986) (σχετική βιβλιοκριτική δημοσιεύθηκε στο Physics Today, November 1987, pp.95-96), που έχει μνημονευθεί σε πολλές εκατοντάδες εργασιών ξένων ερευνητών.

(2) Εφαρμογή της Θερμοδυναμικής και Στατιστικής Φυσικής στην Πρόγνωση των Σεισμών (Πρόγνωση σεισμών με τη μέθοδο ΒΑΝ)

Η παρουσία προσμείξεων, με διαφορετικό σθένος από τα μητρικά ιόντα, στα ιοντικά στερεά έχει σαν αποτέλεσμα τον σχηματισμό «εξωγενών» πλεγματικών ανωμαλιών, π.χ., κενές πλεγματικές θέσεις, πρόσθετα μεσοπλεγματικά ιόντα κλπ. Ένα σημαντικό ποσοστό των ανωμαλιών αυτών τοποθετείται κοντά σε προσμείξεις, δημιουργώντας έτσι ηλεκτρικά δίπολα των οποίων ο χρόνος αποκατάστασης (που σχετίζεται με το χρόνο που χρειάζεται ένα δίπολο για να αλλάξει προσανατολισμό) εξαρτάται από την πίεση (stress). Οι Βαρώτσος και Αλεξόπουλος έδειξαν το 1981 ότι όταν η πίεση φθάσει σε μια κρίσιμη τιμή, μπορεί να συμβεί ένας ομαδικός (συνεργατικός) προσανατολισμός των διπόλων αυτών, με αποτέλεσμα την εκπομπή ενός μεταβατικού (παροδικού) ηλεκτρικού σήματος. Αυτό μπορεί να συμβαίνει και πριν από ένα σεισμό αφού η πίεση αυξάνεται σταδιακά στην μελλοντική εστιακή περιοχή. Για να διερευνηθεί εάν αυτό πράγματι συμβαίνει, το 1981 ξεκίνησε ένα λεπτομερές πείραμα στην Ελλάδα, το οποίο έδειξε (P. Varotsos and K. Alexopoulos, Tectonophysics 110, 73-98, 1984; Tectonophysics 110, 99-125, 1984) ότι πράγματι υπάρχουν μεταβατικές μεταβολές του ηλεκτρικού πεδίου της γης πριν από σημαντικούς σεισμούς. Τα ηλεκτρικά αυτά σήματα ονομάσθηκαν Seismic Electric Signals, SES (της πρόγνωσης των σεισμών με τη μέθοδο ΒΑΝ. Το ακρωνύμιο ΒΑΝ προέρχεται από τα αρχικά των Βαρώτσου, Αλεξόπουλου και Νομικού). Κατά την περίοδο 1984-2013, τα ερευνητικά αποτελέσματα της μελέτης των SES δημοσιεύθηκαν σε περισσότερες από 130 εργασίες σε έγκυρα διεθνή περιοδικά με κριτές και προσείλκυσαν το έντονο ενδιαφέρον της διεθνούς επιστημονικής κοινότητας, όπως προκύπτει από τα ακόλουθα γεγονότα: (i) Σχολιάσθηκαν επανειλημμένως από επιστημονικά περιοδικά ευρείας κυκλοφορίας, όπως το Nature, Science, Physics Today, Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS), New Scientist κ.λπ., (ii) Διοργανώθηκε διεθνές συνέδριο με θέμα “A Critical Review of VAN”, στις 11-12 May 1995 στο Λονδίνο, από την Βασιλική Ακαδημία του Λονδίνου (Royal Society) σε συνεργασία με το International Council of Scientific Unions (ICSU) (“A Critical Review of VAN”, Earthquake prediction from seismic electric signals, ed. Sir J. Lighthill, World Scientific, Singapore, 1996), (iii) Εκδόθηκε ειδικό τεύχος του επιστημονικού περιοδικού Geophysical Research Letters (Τόμος 23, No.11, 27 Μαΐου 1996) της Αμερικανικής Ένωσης Γεωφυσικών, με αποκλειστικό θέμα “Συζήτηση για το ΒΑΝ”. Τα αποτελέσματα της έρευνας ΒΑΝ της περιόδου 1981-2005 συμπεριελήφθησαν στη μονογραφία: “P. Varotsos, The Physics of Seismic Electric Signals (TerraPub, Tokyo, 2005)”.

Οι βασικές ιδιότητες των SES θα μπορούσαν να συνοψιστούν ως εξής: Πρώτον, το πλάτος του SES συσχετίζεται με το μέγεθος του επικείμενου σεισμού. Αυτό το πειραματικό αποτέλεσμα (από το 1984), που στην πραγματικότητα είναι ένας νόμος δύναμης (power-law), δείχνει ότι η προσέγγιση του συστήματος σε ένα κρίσιμο σημείο (second order phase transition) συνοδεύεται από δομή fractal, σε συμφωνία με τον αρχικό μηχανισμό κρισιμότητας που προτάθηκε για την δημιουργία των SES από τους Βαρώτσο και Αλεξόπουλο το 1981. Δεύτερον, τα SES δεν μπορούν να παρατηρηθούν σε όλα τα σημεία της επιφάνειας της γης, αλλά μόνο σε ορισμένα σημεία που ονομάζονται “ευαίσθητα σημεία”. Κάθε ευαίσθητος σταθμός επιτρέπει την καταγραφή SES μόνο από έναν περιορισμένο αριθμό σεισμικών περιοχών (φαινόμενο “επιλεκτικότητας”). Ο χάρτης που δείχνει τις σεισμικές περιοχές που εκπέμπουν SES ανιχνεύσιμα σε ένα δεδομένο σταθμό, ονομάζεται χάρτης “επιλεκτικότητας” του εν λόγω σταθμού. Ο χάρτης αυτός, σε συνδυασμό και με άλλες ιδιότητες των SES, επιτρέπει τον προσδιορισμό του επικέντρου του επικείμενου σεισμού (πχ., P. Varotsos and M. Lazaridou, Tectonophysics 188, 321-347, 1991; P. Varotsos et al., Tectonophysics 224, 1-37, 1993). Τρίτον, για επικεντρικές αποστάσεις της τάξης των 100 χιλιομέτρων, το ηλεκτρικό πεδίο των SES προηγείται σημαντικά (~ 1s) της χρονικής παραγώγου των μεταβολών του μαγνητικού πεδίου που συνοδεύουν το SES [P. Varotsos et al., Phys. Rev. Lett 91, 148501 (2003)]. Το αποτέλεσμα αυτό, που σχολιάστηκε εκτενώς σε ειδικό άρθρο του περιοδικού Physics World-Web of Science of the Institute of Physics (IoP, UK, February 2004), βρίσκει εφαρμογές στον προσδιορισμό του επικέντρου του επικείμενου σεισμού, καθώς και στον διαχωρισμό μεταξύ πραγματικών SES και του «θορύβου» που εκπέμπεται από ανθρωπογενείς πηγές. Όλες αυτές οι φυσικές ιδιότητες του SES εξηγούνται θεωρητικά αν συνδυάσουμε τον προαναφερθέντα μηχανισμό δημιουργίας των SES με τις ανομοιογένειες που υπάρχουν στον στερεό φλοιό της Γης (για μία ανασκόπηση ίδε “P. Varotsos, The Physics of Seismic Electric Signals (TerraPub, Tokyo, 2005)”). Η συλλογή των SES σε πραγματικό χρόνο από το τηλεμετρικό δίκτυο ΒΑΝ (που αποτελείται σήμερα από 9 σταθμούς υπαίθρου) επιτρέπει την έγκαιρη εκτίμηση των τριών παραμέτρων, δηλαδή, του χρόνου (ίδε παρακάτω την μεθοδολογία του φυσικού χρόνου), του επικέντρου και του μεγέθους του επικείμενου σεισμού. Όταν το αναμενόμενο μέγεθος είναι περίπου 6 ή μεγαλύτερο, οι εκτιμήσεις των 3 αυτών παραμέτρων υποβάλλονται για δημοσίευση σε έγκυρα επιστημονικά περιοδικά του εξωτερικού πριν από τον σεισμό.

(3) Πρόταση ενός νέου πεδίου χρόνου

Η πρόταση μιας νέας έννοιας του χρόνου, που ονομάσθηκε φυσικός χρόνος, εισήχθη για πρώτη φορά το 2001 από τους Π. Βαρώτσο, Ν. Σαρλή και Ε. Σκορδά (ίδε, P. Varotsos, N. Sarlis and E. Skordas, Practica of Athens Academy 76, 294-321, 2001; Phys. Rev. E 66, 011902, 2002) και ακολουθήθηκε από σειρά εργασιών που δημοσιεύτηκαν κυρίως στο Physical Review και Physical Review Letters.

Ειδικότερα, βρέθηκε ότι σπουδαίες δυναμικές ιδιότητες που είναι “κρυμμένες” πίσω από τις χρονοσειρές σημάτων που εκπέμπονται από πολύπλοκα συστήματα, μπορούν να αναδυθούν από την ανάλυση τους στο νέο αυτό πεδίο χρόνου, δηλαδή στον φυσικό χρόνο. Αυτό ικανοποιεί την επιδίωξη να μειώνεται η αβεβαιότητα και να εξάγεται η μέγιστη δυνατή πληροφορία από ένα σήμα [Phys. Rev. Lett. 94, 170601 (2005)]. Η ανάλυση στο φυσικό χρόνο έχει το πλεονέκτημα ότι επιτρέπει τη μελέτη της δυναμικής εξέλιξης ενός πολύπλοκου συστήματος και έτσι προσδιορίζει πότε το σύστημα προσεγγίζει (ένα) κρίσιμο σημείο. Ως εκ τούτου, ο φυσικός χρόνος διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην πρόβλεψη επικείμενων καταστροφικών γεγονότων. Σχετικά παραδείγματα ανάλυσης δεδομένων, σε αυτό το νέο πεδίο του χρόνου, έχουν δημοσιευθεί σε ερευνητικά πεδία διαφόρων επιστημών, όπως της Ιατρικής, της Βιολογίας, των Γεωεπιστημών και της Φυσικής:

Πρώτον, στην Καρδιολογία, είναι γνωστό ότι ο αιφνίδιος καρδιακός θάνατος (ΑΚΘ), που είναι μια συχνή αιτία θανάτου, μπορεί να συμβεί ακόμα και αν το ηλεκτροκαρδιογράφημα φαίνεται να είναι εντυπωσιακά όμοιο με αυτό ενός υγιούς ατόμου. Αναλύοντας όμως το ηλεκτροκαρδιογράφημα στο φυσικό χρόνο και χρησιμοποιώντας την εντροπία που ορίζεται στο χρόνο αυτό, φαίνεται ότι μπορεί να επιτευχθεί σαφής διάκριση των πραγματικώς υγιών ατόμων από εκείνα στα οποία πρόκειται να συμβεί ΑΚΘ [P. Varotsos et al., Phys. Rev. E 70, 011106 (2004); Phys. Rev. E 71, 011110 (2005)]. Το αποτέλεσμα αυτό σχολιάστηκε με ειδικό άρθρο από το New Scientist (3 Απριλίου 2004). Επιπλέον βρέθηκε ότι μελετώντας στον φυσικό χρόνο την μεταβολή της εντροπίας όταν αναστρέφεται το βέλος του χρόνου, όχι μόνο μπορεί να αναγνωρισθεί ο κίνδυνος επικείμενου ΑΚΘ, αλλά και να εκτιμηθεί επίσης ο χρόνος της επικείμενης καρδιακής ανακοπής [P. Varotsos et al., Appl. Phys. Lett. 91, 064106 (2007)].

Δεύτερον, στις Γεωεπιστήμες, η ανάλυση έδειξε ότι τα SES δεν έχουν “χαρακτηριστική κλίμακα” σε ευρεία περιοχή που εκτείνεται σε περισσότερες από πέντε τάξεις μεγέθους. Το αποτέλεσμα αυτό είναι σε συμφωνία με την αρχική πρόταση ότι τα SES διέπονται από κρίσιμη δυναμική. Επίσης η ανάλυση στο φυσικό χρόνο έδειξε ότι τα ανιχνευθέντα SES χαρακτηρίζονται από πολύ ισχυρή μνήμη και υπακούουν σε μία “παγκόσμια” καμπύλη [P. Varotsos et al., Practica of Athens Academy 76, 294-321 (2001); Phys. Rev. E 66, 011902 (2002)]. Η διάκριση των SES από “θορύβους”, που τυχόν έχουν την ίδια μορφή, επιτυγχάνεται με τη χρησιμοποίηση σύγχρονων μεθόδων της Στατιστικής Φυσικής (όπως detrended fluctuation analysis, wavelet analysis, κλπ.), αλλά όταν αυτές εφαρμοσθούν στο πεδίο του φυσικού χρόνου [P. Varotsos et al., Phys. Rev. E 67, 021109 (2003); Phys. Rev. E 68, 031106 (2003)].

Τρίτον, στη Σεισμολογία, ο φυσικός χρόνος επιτρέπει την εκτίμηση του χρόνου ενός επικείμενου μεγάλου σεισμού, δεδομένου ότι, όπως προαναφέρθηκε, ο φυσικός χρόνος μπορεί να προσδιορίσει πότε ένα πολύπλοκο σύστημα προσεγγίζει ένα κρίσιμο σημείο. Δεδομένου ότι η ανίχνευση της δραστηριότητας των SES σημαίνει ότι το σύστημα εισέρχεται σε περιοχή κρισιμότητας, η χρονοσειρά των μικρών σεισμών που εκδηλώνονται μετά την ανίχνευση SES αναλύεται στο φυσικό χρόνο. Βρέθηκε ότι όταν η διασπορά του φυσικού χρόνου, που συμβολίζεται με (κ1), δηλαδή κ1=<x2>-<x>2, γίνει ίση με 0.070 (που υποδηλώνει ότι το σύστημα προσεγγίζει στο κρίσιμο σημείο), ο σεισμός συμβαίνει μετά από λίγες ώρες έως μία εβδομάδα. Αυτό έχει επιβεβαιωθεί μέχρι σήμερα για πολλούς σημαντικούς σεισμούς στην Ελλάδα [P. Varotsos et al., Phys. Rev. E 72, 041103 (2005); Phys. Rev. E 73, 031114 (2006)] και στην Ιαπωνία [S. Uyeda et al., J. Geophys. Res. 114, B02310 (2009)], συμπεριλαμβανομένων και τριών μεγάλων σεισμών που σημειώθηκαν στην Ελλάδα κατά τη διάρκεια του 2008. Για παράδειγμα, ο σεισμός μεγέθους 6.9 της 14 Φεβρουαρίου 2008, που είναι ο ισχυρότερος σεισμός που σημειώθηκε στην Ελλάδα τα τελευταία 30 χρόνια, προαναγγέλθηκε δημοσίως στις 10 Φεβρουαρίου 2008 ότι επίκειται, προσδιορίζοντας επίσης και το επίκεντρο και το μέγεθος. Τα αποτελέσματα αυτά προκάλεσαν σημαντικό διεθνές ενδιαφέρον, π.χ., ίδε τα δύο πρόσφατα άρθρα από Ιάπωνες επιστήμονες στο επίσημο ενημερωτικό έντυπο EOS της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης [S. Uyeda and M. Kamogawa, EOS 89, No. 39, p.363, 23 September 2008; EOS 91, No. 18, p.162, 4 May 2010].

Τέταρτον, στη Στατιστική Φυσική, η ανάλυση στο φυσικό χρόνο αποκαλύπτει μια εντυπωσιακή ομοιότητα των διακυμάνσεων στα κρίσιμα φαινόμενα ισορροπίας και εκείνων στα συστήματα μη ισορροπίας. Ειδικότερα διαπιστώθηκε [P. Varotsos et al., Phys. Rev. E 72, 041103 (2005)] ότι, σε ευρεία περιοχή κλιμάκων (που εκτείνεται σε περισσότερο από τέσσερις τάξεις μεγέθους), οι “κλιμακούμενες” κατανομές: (α) συμπίπτουν στην ίδια καμπύλη και (β) παρουσιάζουν παρόμοια χαρακτηριστικά τόσο σε κρίσιμα φαινόμενα ισορροπίας (π.χ., δύο διαστάσεων μοντέλο Ising) όσο και σε συστήματα μη ισορροπίας (π.χ., τρισδιάστατη τυρβώδης ροή). Εισάγοντας μία παράμετρο τάξεως για την σεισμικότητα, ευρέθη ότι η παγκόσμια σεισμικότητα, η σεισμικότητα του ρήγματος του Αγίου Ανδρέα (Καλιφόρνια) και η σεισμικότητα της Ιαπωνίας συμπίπτουν στην ίδια “παγκόσμια” καμπύλη. Επιπλέον, ευρέθη ότι η τιμή της παραμέτρου b (» 1) που υπεισέρχεται στο νόμο Gutenberg-Richter για τους σεισμούς [ο οποίος ορίζει ότι ο αριθμός Ν (> M) των σεισμών με μέγεθος μεγαλύτερο από Μ δίνεται από τον τύπο (N>M) ~ 10-bM] προσδιορίζεται από την ανάλυση στο φυσικό χρόνο όταν εφαρμοστεί η αρχή της μεγίστης εντροπίας. Παρόμοιος νόμος ισχύει και για τις ηλιακές εκλάμψεις, κλπ. [P. Varotsos et al., Phys. Rev. E 74, 021123 (2006)].

Πέμπτον, στην Φυσική Συμπυκνωμένης Ύλης, τα πειραματικά δεδομένα της διείσδυσης της μαγνητικής ροής σε λεπτά υμένια υπεραγωγών με υψηλή κρίσιμη θερμοκρασία, υπό μορφή “χιονοστιβάδων”, όταν αναλυθούν στο φυσικό χρόνο, υπακούουν σε συνθήκες (όσον αφορά τη διακύμανση και την εντροπία στο φυσικό χρόνο) κρίσιμης δυναμικής [N. Sarlis et al., Phys. Rev. B 73, 054504 (2006)]. Οι ίδιες συνθήκες επαληθεύονται και σε άλλα συστήματα που παρουσιάζουν τη λεγόμενη αυτό-οργανωμένη κρισιμότητα (SOC), π.χ., όταν σε ένα τρισδιάστατο σωρό από ρύζι η κρίσιμη κατάσταση προσεγγίζεται σταδιακά με εκλύσεις ενέργειας υπό μορφή “χιονοστιβάδων”.

Έκτον, στη Φυσική Πολύπλοκων Συστημάτων, ένα δύσκολο σημείο κατά την ανάλυση δεδομένων από τέτοια συστήματα που παρουσιάζουν απουσία “χαρακτηριστικής κλίμακας” είναι το εξής: Σε μερικά συστήματα, η απουσία “χαρακτηριστικής κλίμακας” πηγάζει αποκλειστικά από χρονικές συσχετίσεις μεγάλης εμβέλειας. Με άλλα λόγια, η αυτο-ομοιότητα (self-similarity) είναι αποτέλεσμα μόνον της «μνήμης» που εμφανίζει η διαδικασία αυτή (για παράδειγμα, η κλασματική κίνηση Brown). Υπάρχουν όμως και συστήματα στα οποία η αυτο-ομοιότητα (self-similarity) μπορεί να προκύπτει μόνον από τις μεταβολές «άπειρης διακύμανσης» της διαδικασίας (heavy tails στην κατανομή τους). Σε γενικές γραμμές, ωστόσο, η αυτο-ομοιότητα (self similarity) μπορεί να οφείλεται και στις δύο αυτές πηγές. Έχει αποδειχθεί ότι η ανάλυση στον φυσικό χρόνο έχει το πλεονέκτημα να διακρίνει τις πηγές προέλευσης της αυτο-ομοιότητας [P. Varotsos et al., Phys. Rev. E 74, 021123 (2006); N. Sarlis et al., Phys. Rev. E 80, 022102 (2009)]. Για παράδειγμα, τα σεισμικά δεδομένα εμφανίζουν και τις δύο πηγές προέλευσης της αυτο-ομοιότητας (δηλαδή, και χρονικές συσχετίσεις και συσχετίσεις μεγεθών), ενώ η αυτο-ομοιότητα των SES οφείλεται αποκλειστικά στις χρονικές συσχετίσεις απείρου εμβέλειας (δηλαδή, στην πολύ ισχυρή τους “μνήμη”) [P. Varotsos et al., Phys. Rev. E 73, 031114 (2006)].

(4) Αποτελέσματα από μετρήσεις στην Ιαπωνία

Σε πολλά δημοσιεύματα Ιαπώνων ερευνητών έχει διαπιστωθεί η καταγραφή SES activities στην Ιαπωνία [π.χ., S. Uyeda et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 4561-4566 (2000); Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 7352-7355 (2002); ίδε επίσης την εργασία Orihara et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 19125-19128 (2012), η οποία έχει γίνει highlighted από το περιοδικό αυτό με ειδικό σχόλιο υπό τον τίτλο: “Σεισμικά Ηλεκτρικά Σήματα SES προηγούνται των σεισμών στο Kozu-shima Island Japan’’]. Επίσης Ιάπωνες ερευνητές έχουν εφαρμόσει την μεθοδολογία του φυσικού χρόνου στη ανάλυση τόσον των σημάτων SES που κατέγραψαν όσον και των σεισμών που ακολούθησαν [Uyeda et al., J. Geophys. Res. 114, B02310 (2009)]. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν ήταν σε πλήρη συμφωνία με αυτά που είχαν εξαχθεί στην Ελλάδα.

Ένα επιπρόσθετο γεγονός που αποδεικνύει αναμφιβόλως την φυσική συσχέτιση των SES με την σεισμικότητα προέκυψε εντελώς πρόσφατα (το 2013) ως ακολούθως: Προ δεκαετίας περίπου, Ιάπωνες ερευνητές ανέφεραν [Uyeda et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 7352-7355 (2002)] ότι σχεδόν 2 μήνες πριν από την έντονη ηφαιστειακή-σεισμική δραστηριότητα το 2000 στην περιοχή Izu Island region, Japan, είχαν καταγράψει μία προεξάρχουσα SES activity. Σημειωτέον ότι, όπως τότε (το 2000) ανεκοίνωσε η Japan Meteorological Agency, αυτή η ηφαιστειακή-σεισμική δραστηριότητα ήταν η εντονώτερη που είχε ποτέ σημειωθεί στην Ιαπωνία. Πρόσφατα οι Varotsos et al [Tectonophysics 589, 116-125 (2013)] απέδειξαν ότι η έναρξη αυτής της προεξάρχουσας SES activity είχε συνοδευθεί από μία σχεδόν ταυτόχρονη χαρακτηριστική μεταβολή της σεισμικότητας στην Ιαπωνία. Συγκεκριμένα, παρατηρήθηκε ένα σαφές ελάχιστο στις διακυμάνσεις της παραμέτρου τάξεως της σεισμικότητας -που είναι η παράμετρος κ1 του φυσικού χρόνου, όπως προαναφέρθηκε. Αυτή ήταν η πρώτη φορά που στη βιβλιογραφία αναφέρονται δύο διαφορετικής φύσεως γεωφυσικές ποσότητες, δηλ. γεωηλεκτρικές μετρήσεις και μετρήσεις σεισμικότητος, να εμφανίζουν σχεδόν ταυτόχρονες ανώμαλες μεταβολές πριν από έναν ισχυρό σεισμό. Επιπλέον οι Varotsos et al έδειξαν ότι τα δύο αυτά φαινόμενα, πέραν του ταυτοχρονισμού τους, συσχετίζονται επίσης και χωρικά.

Εν συνεχεία δημοσιεύθηκε [Sarlis et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 110, 13734-13738 (2013)] η ανάλυση στον φυσικό χρόνο της σεισμικότητος στην Ιαπωνία κατά την περίοδο από 1 Ιανουαρίου 1984 έως την 11 Μαρτίου 2011 που είναι η ημέρα που σημειώθηκε ο γιγαντιαίος σεισμός Tohoku -με μέγεθος Mw 9.0- στην Ιαπωνία, ο οποίος επακολουθήθηκε από τεράστιο τσουνάμι με εκτεταμένες καταστροφές. Η ανάλυση αυτή έδειξε ότι μερικούς μήνες πριν από όλους τους επιφανειακούς σεισμούς που συνέβησαν τα 27 αυτά χρόνια με μέγεθος 7.6 ή μεγαλύτερο υπήρχε πράγματι ένα σαφές ελάχιστο στις διακυμάνσεις της παραμέτρου τάξεως της σεισμικότητας. Το ελάχιστο αυτό πριν από τον σεισμό Tohoku Mw 9.0 -που ήταν το βαθύτερο όλων -παρατηρήθηκε στις 5 Ιανουαρίου 2011 (δηλαδή σχεδόν δύο μήνες πριν από τον γιγαντιαίο σεισμό). Αυτό σημαίνει -σύμφωνα με τα προαναφερθέντα αποτελέσματα των Varotsos et al (2013) -ότι την ίδια ημερομηνία, δηλ. στις 5 Ιανουαρίου 2011, πρέπει να καταγράφηκε πολύ ισχυρή SES activity συνοδευόμενη από ανώμαλες μεταβολές και του μαγνητικού πεδίου της Γης. Πράγματι, ανεξάρτητη μελέτη Κινέζων και Ιαπώνων επιστημόνων [Xu et al., J. Asian Earth Sci. 77, 59-65 (2013)] έδειξε ότι σε σταθμό μέτρησης που απείχε περίπου 135 km από το επίκεντρο του σεισμού Tohoku Mw 9.0 κατεγράφησαν ανώμαλες μεταβολές του μαγνητικού πεδίου που ξεκίνησαν περίπου στις 4 Ιανουαρίου 2011 και διήρκεσαν 10 ημέρες. Επιπλέον βρέθηκε [Skordas and Sarlis, J. Asian Earth Sci. 80, 161-164 (2014)] από την ανάλυση στον φυσικό χρόνο των σεισμών που συνέβησαν μετά την ημερομηνία αυτή, ότι η παράμετρος κ1 της σεισμικότητας προσέγγισε την τιμή κ1=0.070 στις 8:40 (τοπική ώρα της Ιαπωνίας) το πρωί της 10ης Μαρτίου 2011, δηλαδή την προηγούμενη ημέρα από αυτή που σημειώθηκε ο γιγαντιαίος σεισμός, προειδοποιώντας έτσι για τον επερχόμενο κίνδυνο (ίδετε το 3ο σημείο του προηγουμένου κεφαλαίου υπ αριθμ. 3).