В кальдере Йеллоустоуна и аналогичных сейсмически активных зонах небольшие землетрясения фиксируются практически ежедневно. Традиционные методы способны регистрировать лишь около 10% сейсмических событий. Теперь же на помощь пришел искусственный интеллект.
Национальный парк Йеллоустоун, известный туристический объект и место съемок одноимённого телешоу, стал первым национальным парком в США. Под ним располагается один из самых мощных вулканических очагов на планете.
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, профессор инженерии Бинг Ли и его коллеги из Промышленного университета Сантандера в Колумбии и Геологической службы США применили машинное обучение для анализа исторических данных о землетрясениях в кальдере за последние 15 лет. Команда смогла задним числом выявить и оценить магнитуды примерно в 10 раз большего числа сейсмических событий, чем было зарегистрировано ранее.
Кальдера в национальном парке охватывает территории штатов Вайоминг, Айдахо и Монтана. Это обширная впадина, возникшая в результате извержения вулкана и опустошения магматического очага под ним. Это приводит к обрушению почвы и горных пород в раскаленную бездну. Данный процесс отличает кальдеру (от исп. caldera — котел) от вулканического кратера, формирующегося в результате взрыва и выливания лавы наружу.
Текущий исторический каталог данного региона содержит информацию о 86 276 землетрясениях, произошедших в период с 2008 по 2022 год, что значительно уточняет предыдущее представление о вулканических и сейсмических системах благодаря улучшенному сбору данных и систематическому анализу.
Основным выводом исследования является то, что более половины землетрясений, зафиксированных в этой области, были частью «цепочек» или «роев» сейсмических событий — множества мелких взаимосвязанных толчков, которые распространяются и перемещаются на сравнительно небольшом пространстве в течение короткого времени. Это отличается от афтершоков, представляющих собой меньшие землетрясения, происходящие после более сильного основного толчка в том же районе.
Несмотря на уникальные характеристики Йеллоустоуна и других вулканов, существует надежда, что эти знания могут быть применены в других местах. Понимание закономерностей сейсмичности, таких как «вспышки землетрясений», может помочь сейсмологам улучшить меры безопасности, лучше информировать население о возможных рисках и даже направлять развитие геотермальной энергетики в регионы с перспективными тепловыми потоками.
Ранее землетрясения, как правило, обнаруживались с помощью ручного анализа, проводимого обученными специалистами. Этот процесс требует значительного времени и ресурсов, часто позволяя выявить меньше событий, чем это возможно сейчас с помощью машинного обучения. В последние годы алгоритмы искусственного интеллекта вызвали «золотую лихорадку» в области анализа данных. Сейсмологи пересматривают огромное количество исторических материалов о формах волн, хранящихся в центрах обработки данных по всему миру, и получают больше информации о текущих и ранее неизвестных сейсмических зонах.
Если бы нам пришлось делать это по старинке, когда кто-то вручную просматривал бы все эти данные в поисках землетрясений, мы бы завязли как в трясине. Это не масштабируемо.
Фото: hi-tech.mail.ru