Nachbeben-Wahrscheinlichkeitsrechner
Calculate the probability and expected number of aftershocks following a mainshock.
AnalysisDie Wissenschaft der Nachbebenvorhersage
Nachbeben sind kleinere Erdbeben, die einem Hauptbeben folgen und in derselben allgemeinen Region der Verwerfung auftreten. Sie werden durch die Umverteilung von Spannungen entlang und um die gebrochene Verwerfung verursacht, während sich die Kruste an die neue Spannungskonfiguration anpasst. Nachbebensequenzen können Wochen, Monate oder sogar Jahre dauern – das Tōhoku-Erdbeben 2011 (M9,1) in Japan erzeugte über ein Jahrzehnt lang bedeutende Nachbeben.
Dieser Rechner verwendet das statistische Modell von Reasenberg-Jones (1989), das zwei grundlegende seismologische Gesetze kombiniert. Das modifizierte Omori-Gesetz beschreibt, wie die Nachbebenrate über die Zeit nach einem Potenzgesetz abnimmt – Nachbeben sind unmittelbar nach dem Hauptbeben am häufigsten und nehmen schnell ab. Das Bath'sche Gesetz liefert eine statistische Schätzung, dass das stärkste Nachbeben typischerweise etwa 1,2 Magnitudeneinheiten unter dem Hauptbeben liegt. Zusammen ermöglichen diese Modelle Seismologen, die Wahrscheinlichkeit und erwartete Anzahl von Nachbeben oberhalb einer bestimmten Magnitudenschwelle vorherzusagen.
Schlüsselkonzepte der Nachbebenwissenschaft
- Das modifizierte Omori-Gesetz (1894): Nachbebenrate n(t) = K / (t + c)^p, wobei t die Zeit nach dem Hauptbeben und K, c, p empirische Konstanten sind. Die Rate nimmt ungefähr wie 1/t ab.
- Das Bath'sche Gesetz (1965): Das stärkste Nachbeben liegt statistisch etwa 1,2 Magnitudeneinheiten unter dem Hauptbeben, obwohl Ausnahmen vorkommen – manche Sequenzen erzeugen Nachbeben, die der Magnitude näher kommen.
- Der Gutenberg-Richter-b-Wert (typischerweise ~1,0) beschreibt das Verhältnis von kleinen zu großen Nachbeben: Für jedes M5-Nachbeben sind ungefähr zehn M4-Nachbeben zu erwarten.
- Nachbebenzonen entsprechen im Allgemeinen dem Bruchgebiet des Hauptbebens – ein M7,0-Erdbeben kann Nachbeben in einer Zone von 30–50 km erzeugen.
Häufige Anwendungen
- Beurteilung, ob es sicher ist, beschädigte Gebäude nach einem schweren Erdbeben wieder zu betreten.
- Planung von Such- und Rettungsoperationen unter Berücksichtigung der anhaltenden Nachbebengefahr.
- Verständnis der Nachbeben-Abklingmuster für Bildungs- oder Forschungszwecke.
- Schätzung des Versicherungsrisikos während der Phase nach dem Hauptbeben, in der das Nachbebenrisiko erhöht bleibt.
How to Use
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1
Enter Mainshock Parameters
Input the mainshock magnitude (Mw), date, time, and location. The Omori-Utsu law—the foundation of aftershock forecasting—requires the mainshock time as the reference point (t = 0) for the decay calculation.
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2
Set the Forecast Window
Select the forecast time window (1 day, 1 week, 30 days) and the minimum magnitude threshold for the aftershock probability estimate. USGS operational forecasts use M3.0+ as the standard reporting threshold.
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3
Review the Aftershock Forecast
See the expected number of aftershocks above your chosen magnitude threshold and the probability of at least one aftershock exceeding specific magnitude levels. Note that the forecast uncertainty increases with time since the mainshock.
About
Aftershock sequences are not random noise following an earthquake—they are systematic, predictable in a statistical sense, and carry important information about fault properties and regional stress fields. The scientific basis for aftershock forecasting traces to the Omori-Utsu law, which holds remarkably across tectonic environments from Japan to California to New Zealand. The ETAS (Epidemic Type Aftershock Sequence) model, developed by Ogata (1988), extends Omori-Utsu to capture the full clustering structure of seismicity: each earthquake (aftershock or mainshock) independently generates its own offspring sequence, creating a branching process. ETAS successfully reproduces the broad statistical features of seismicity catalogs and forms the basis of modern operational forecasting.
The completeness of the post-mainshock earthquake catalog is a critical practical limitation. In the hours immediately following a large earthquake, numerous small-to-moderate aftershocks occur whose seismographic coda overlap in time, preventing individual identification—a problem called 'catalog incompleteness.' The magnitude of completeness Mc rises sharply after a mainshock and decays over days to weeks, depending on network density and analyst processing capacity. This incompleteness affects parameter estimation in Omori-ETAS models and means early forecasts carry larger uncertainty. Modern approaches use template matching—cross-correlating continuous waveform streams with known event templates—to detect small aftershocks hidden within the coda, dramatically lowering Mc in the critical early hours.
Social communication of aftershock probabilities presents persistent challenges. Research by social scientists (e.g., Becker et al., 2019, GeoJournal) shows that probabilistic formats ('35% chance of M5+') are frequently misinterpreted by the public as certainties or dismissals. Newer guidance from USGS and GNS Science emphasizes communicating aftershock information in terms of what people should do, not just probabilities: inspect your home before re-entering; assume any aftershock large enough to feel is large enough to collapse weakened structures; follow official guidance rather than individual seismicity monitoring apps whose algorithms and parameters may not align with operational systems.