Французские учёные создали искусственный интеллект, который может фиксировать землетрясения с большей точностью, чем самые совершенные сейсмографы, анализируя микроизменения гравитационного поля Земли.
Сильные землетрясения проявляются не только толчками земной коры, но и изменениями гравитационного поля Земли. В отличие от сейсмических колебаний, распространяющихся в толще планеты, поле меняется почти моментально, со скоростью света, что позволяет распознать угрозу намного быстрее.
Для определения этого сигнала почти так же быстро, учёные из Франции использовали искусственный интеллект. В ходе испытаний их модель обнаружила землетрясение всего за 50 секунд. Об этом Андреа Ликарди и его коллеги сообщают в новом… статье, опубликованной в журнале Nature.
Авторы считают, что их подход может расширить возможности существующих систем сейсмического мониторинга новыми возможностями раннего предупреждения подобных угроз. Пока такие системы полагаются на показания чувствительных сейсмометров, которые полезны и регулярно спасают человеческие жизни, однако не позволяют достаточно оперативно определить степень опасности.
Геофизики для определения силы землетрясения используют Р-волны, которые достигают детектора первыми из всех волн. При сильных землетрясениях сигнал от этих волн слишком мощный, и сразу определить магнитуду затруднительно. Но любое землетрясение влечет за собой перераспределение массы внутри планеты и изменения ее гравитационного поля. Ранее этот сигнал считался слабым для выделения на общем фоне. удалось сделать лишь в 2017 году.
Подобные работы провели на архивных данных о множестве мощных землетрясений последнего времени. Результаты показали, что гравитационный сигнал позволяет зарегистрировать землетрясение раньше прихода толчков и принять меры безопасности. Нужно было найти подходящий инструмент.
Машинная модель PEGSNet, разработанная Андреа Ликарди и его соавторами, стала таким инструментом. Ее обучение прошло на данных реальных землетрясений и 500 тысячах симулированных событий. Без симуляций информации для подготовки нейросети было бы недостаточно. Речь идет о мощных толчках магнитудой не менее 8,3: для более слабых даже ИИ пока не способен выделить нужный сигнал.
PEGSNet использовал данные о наблюдениях за гравитацией, полученные во время известного события в Японии. землетрясения 2011 годаЭто одно из самых сильных землетрясений в истории: магнитуда составила 9 баллов, а эпицентр находился в 70 километрах от восточного побережья Японии. Вследствие этого сейсмические толчки через пару минут достигли ближайшего острова, а волны цунами — спустя несколько десятков минут.
Новый метод регистрации толчков по гравитационному полю позволяет заметить землетрясения раньше, чем сейсмографы – всего через 50 секунд после начала. Благодаря ИИ такая быстрая регистрация стала реальностью и может быть применена во многих станциях сейсмического мониторинга. Возможно, где-то их дополнят новыми средствами предсказания приближающейся волны цунами по колебаниям магнитного поля Земли. рассказывали.