За десять секунд до землетрясения
Надежный кратковременный прогноз землетрясений пока остается несбыточной мечтой ученых. Они стараются решить эту проблему разными методами. Пока речь идет об упрощенных моделях и феноменологических обобщениях различных наблюдательных данных, в частности сейсмических. Обычно системы экстренного предупреждения полагаются на данные сети сейсмографов и сейсмостанций вкупе с математическими моделями для расчета движения земной коры. Так работает, например, калифорнийская система предупреждения ShakeAlert, которая оказалась не настолько эффективной, как ожидали.
Машинное обучение искусственного интеллекта — один из новых подходов к предупреждению о землетрясениях. К этому классу принадлежит разработанный в Стэнфордском университете пакет программ DeepShake. Аспирант университета Дэниэл Ву, руководивший проектом, сделал о нем доклад на ежегодной конференции Сейсмологического общества Америки в конце апреля 2021 года. Новый алгоритм быстро оценивает время и интенсивность подземных толчков уже начавшегося землетрясения. Для этого он получает данные сети сейсмостанций о локальных ускорениях грунта во всех трех измерениях. Для выдачи надежных предсказаний ему достаточно информации о времени, положении и интенсивности предшоков за пятнадцать предшествующих анализу секунд. Лежащая в основе алгоритма пространственно-временная нейронная сеть была натренирована на тридцати тысячах землетрясений 2019 года, произошедших в калифорнийском регионе Риджкрест, а затем проверена на трех с половиной тысячах землетрясений. С упреждением от тринадцати до пяти секунд алгоритм выдавал приближенные сейсмические кривые с ошибкой в 8%. Это позволило провести успешные испытания на базе имеющихся сейсмоданных. Проверка показала, например, что при землетрясении в Калифорнии 5 июля 2019 года магнитудой в семь баллов время упреждения составило бы около десяти секунд.
Ученые подчеркивают новизну своего алгоритма, извлекающего сведения напрямую из сигналов. Они уверены в будущем системы, и рассматривают ее как дополнительную к уже развернутой ShakeAlert. Отметим, что за десять секунд до катастрофы можно при известной сноровке успеть выскочить из дома, пробежать сотню метров или электронным сигналом заблокировать какие-либо устройства. Впрочем, пока эта система скорее демонстрирует возможности, нежели помогает в критической ситуации. Однако лиха беда начало.
(По материалам сайта seismosoc.org от 23.04.21)