Ученые обучили искусственную нейронную сеть анализировать пространственные связи между более чем 130 000 землетрясений и их афтершоками, - пишет sciencenews.org со ссылкой на Nature.
Согласно тестам, искусственный интеллект (ИИ) гораздо лучше прогнозирует расположение афтершоков, чем традиционные методы, которые используют многие сейсмологи.
Хотя невозможно точно предсказать, где и когда произойдет землетрясение, несколько особенностей возникновения афтершоков сейсмологам известны. «Мы давно знаем, что они будут кластеризоваться пространственно и распадаться с течением времени», - говорит геофизик Сьюзан Хью из Геологической службы США в Пасадене (штат Калифорния), которая не участвовала в исследовании.
В 1992 году землетрясение магнитудой 7 баллов потрясло южно-калифорнийский город Ландерс и другие близлежащие населенные пункты. Спустя три часа, повторный сейсмический толчок силой в 6,5 баллов ударил по более густонаселенной зоне Биг Беар - примерно в 35 километрах от первого толчка. На следующий день афтершок магнитудой 5,7 баллов поразил местность рядом с Юкка-Маунтин на расстоянии около 300 километров от Ландерса.
«После 1992 года люди стали пытаться более подробно изучить модели афтершоков», - объяснил Хью. Исследователи хотели понять суть сложного процесса перенаправления напряжения, используя разные критерии. Наиболее часто используемый - Кулоновский критерий прочности, зависящий от ориентации разломов.
Но ориентация разломов под землей может быть очень сложной, а напряжения могут одновременно давить на разломы с разных направлений. Представьте себе книгу, лежащую на столе. Нормальное напряжение толкает книгу вниз, перпендикулярно столу, так, что она не может сдвинуться с места; касательное же напряжение толкает книгу в сторону и может привести к ее сдвигу влево или вправо. Нейронная сеть может научиться решать такие вычислительные проблемы.
Сейсмолог Фиби ДеВриес из Гарвардского университета и его коллеги загрузили искусственный интеллект данными о более чем 130 000 пар землетрясение – афтершок. Там была не только информация, касающаяся местоположения и силы толчка, но и различные измерения напряжений в разломах в результате землетрясений. ИИ научился определять, насколько вероятным может быть афтершок в данном месте, а затем команда проверила, насколько точно система определяет местоположения афтершоков, используя данные других 30 000 пар землетрясение - афтершок.
Исследователи обнаружили, что система искусственного интеллекта последовательно прогнозирует расположение афтершоков намного лучше, чем другие методы. По мнению ученых, это объясняется тем, что результаты ИИ были сильно связаны с другими показателями изменения напряжения, такими как максимальная величина изменения касательного напряжения на разломе.
«Это отличное исследование, которое может проложить путь для будущей работы по улучшению прогнозирования», - говорит Хью. Но исследование фокусируется только на статических напряжениях, которые изменяются в результате землетрясения. Афтершоки также могут быть вызваны более эфемерным источником напряжения, известным как динамический стресс, вызванный грохотом землетрясения.
Другой вопрос заключается в том, сможет ли ИИ быстро вступать в действие и прогнозировать афтершоки сразу после землетрясения. Дело в том, что в тестах система имела для анализа информацию, которая обычно не бывает доступна сразу после первого толчка как минимум на протяжении суток. Таким образом, теперь ученые должны усовершенствовать систему для быстрого реагирования.
[Фото: sciencenews.org]
