Благодаря модели машинного обучения удалось выявить предвестники землетрясений, определяя незначительные колебания магнитного поля, которые связаны с накоплением энергии в глубоких слоях Земли.
Землетрясения нередко воспринимаются как неожиданные явления, несмотря на то, что накопление энергии происходит незаметно и постепенно, в течение длительного периода времени, предшествующего мощным толчкам. Специалисты в области геологии разрабатывают способы выявления этой угрозы на ранних стадиях, чтобы своевременно принять меры по защите населения и объектов инфраструктуры. Одним из перспективных средств может служить наблюдение за изменениями в локальных магнитных полях.
Действительно, увеличение давления на глубине способно изменять характеристики подземных пород, в том числе их электропроводность, а в скоплениях газов могут генерироваться электрические токи. Эти процессы должны находить отражение и в параметрах магнитного поля, формирующегося в недрах Земли и регистрируемого на ее поверхности. Свидетельства этому существовали и прежде, однако надежно подтвердить эту гипотезу пока не удавалось.
Изменения в магнитном поле были обнаружены только сейчас благодаря использованию искусственного интеллекта. Ученые сообщают об этом в статье, опубликованной в журнале Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . Изучением занимались специалисты из некоммерческого научного фонда QuakeFinder, компании Stellar Solutions и группы Google Accelerated Science.
Для анализа были применены данные сейсмического мониторинга и наблюдения магнитного поля, которые касались землетрясений в Калифорнии, произошедших в период с 2005 по 2019 год и достигших магнитуды не менее 4,5. Информация была получена со 125 магнитометров, расположенных по всему штату. Данные характеризуются высокой степенью зашумленности, поскольку слабые аномалии магнитного поля могут быть вызваны как солнечной активностью, так и, например, дорожным движением. Тем не менее, модель машинного обучения позволила отделить полезный сигнал даже на фоне такого шума.
После тестирования на контрольной выборке, исследователи подтвердили, что ИИ может выявлять предвестники землетрясений, анализируя данные, полученные с магнитометров. «Мы не утверждаем, что такой сигнал всегда предшествует землетрясению», — подчеркивают авторы работы. Тем не менее новый подход может стать ценным инструментом, позволяющим заранее предсказать приближение угрозы. В некоторых случаях он может заметить признаки землетрясения еще за 24-72 часа до первых толчков.