А у нас самое большое научное СМИ в Telegram!
Подписаться
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
12.05.2022
Сергей Васильев
2 058

Нейросеть научилась замечать землетрясения по изменениям гравитации Земли

4.8

Французские ученые разработали искусственный интеллект, способный регистрировать землетрясения быстрее самых чувствительных сейсмографов — по слабым изменениям гравитационного поля планеты.

Последствия землетрясения и цунами в Японии в 2011 году: разрушенный и затопленный аэропорт Сендай
Последствия землетрясения и цунами в Японии в 2011 году: разрушенный и затопленный аэропорт Сендай / ©USAF

Сильные землетрясения проявляются не только толчками земной коры, но и изменениями в гравитационном поле Земли. В отличие от сейсмических колебаний, распространяющихся в толще планеты, ее гравитационное поле меняется почти моментально, со скоростью света, позволяя распознать угрозу намного быстрее.

Чтобы определять этот сигнал почти так же быстро, ученые из Франции задействовали искусственный интеллект. Во время тестов их модель обнаружила землетрясение всего за 50 секунд. Об этом Андреа Ликарди (Andrea Licciardi) и его коллеги пишут в новой статье, опубликованной в журнале Nature.

Авторы работы считают, что их подход может дополнить существующие системы сейсмического мониторинга совершенно новыми возможностями раннего предупреждения подобных угроз. Пока такие установки полагаются на показания чувствительных сейсмометров. Они исключительно полезны и регулярно спасают человеческие жизни, однако не позволяют достаточно оперативно распознать степень опасности.

Так, для определения магнитуды землетрясения геофизики полагаются на Р-волны, которые распространяются из эпицентра быстрее остальных и приходят на детектор самыми первыми. И если землетрясение достаточно мощно, этот сигнал зачастую слишком силен и не позволяет сразу точно оценить магнитуду. Однако любое землетрясение связано с перераспределением массы в недрах планеты, а значит, и с некоторыми изменениями ее гравитационного поля. Прежде такой сигнал считали чересчур слабым, чтобы выделить его на общем фоне. Впервые это удалось сделать лишь в 2017 году.

Затем подобную работу проделали и на архивных данных для множества мощных землетрясений, произошедших в последние десятилетия. Она показала, что, в принципе, гравитационный сигнал позволяет зарегистрировать землетрясение намного быстрее прихода толчков и принять необходимые меры безопасности. Оставалось найти подходящий инструмент.

Таким инструментом и стала машинная модель PEGSNet, которую разработал Андреа Ликарди и его соавторы. Ее обучили на данных реальных землетрясений, а также 500 тысячах симулированных событий — без них информации для подготовки нейросети было бы недостаточно. Речь идет о действительно мощных толчках магнитудой не менее 8,3: для более слабых даже ИИ пока не способен выделить нужный сигнал.

Для проверки PEGSNet получал данные гравитационного мониторинга, собранные во время знаменитого японского землетрясения 2011 года. Это было одно из самых мощных землетрясений в современной истории: магнитуда достигала 9, а эпицентр находился в 70 километрах от восточного побережья Японии, так что сейсмические толчки достигли ближайшего острова через пару минут, а волны цунами — спустя пару десятков минут.

Новый метод позволил заметить толчки по гравитационному полю раньше, чем это сделали сейсмографы, — всего через 50 секунд после начала. Благодаря ИИ такая скоростная регистрация землетрясений стала не просто идеей, а рабочим методом, который теперь вполне можно воплощать во множестве станций сейсмического мониторинга. Возможно, кое-где их дополнят и новые средства предсказания приближающейся волны цунами по колебаниям магнитного поля Земли, о которых мы уже рассказывали.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 13:47
Алиса Гаджиева

На юге Ирака идут раскопки Лагаша — одного из самых ранних крупных городов мира. Исследователи уже обнаружили городские кварталы и выделили отдельные общественные здания, в том числе древнешумерское кафе.

10 часов назад
Мария Азарова

Правильная интерпретация взаимодействий между кошками — важная составляющая благополучия проживающих в семьях животных. Однако многие владельцы все время сталкиваются с проблемой: как отличить игру питомцев от агонистического поведения?

Вчера, 16:13
Анна Новиковская

Каждый рыбак в Северной Америке мечтает поймать гигантскую щуку, но мало кому это удается. И ученые выяснили: все дело в размере и характере животного.

27 января
Александр Березин

Игру 2013 года и выходящий с января 2023 года сериал по ней часто принимают за научную фантастику. То есть произведение, основанное на предположениях, не противоречащих науке. Однако вряд ли дело обстоит таким образом. Проблема в том, что создатели мира The Last of Us слишком некритично подошли как к научному фундаменту, на котором основан их мир постапокалипсиса, так и к тому, что думает наука о самой реальности «постапов». Naked Science пробует разобраться в деталях.

27 января
Сергей Васильев

Антропологи раскопали остатки центра массового изготовления обсидиановых рубил, где древние мастера Homo работали еще больше миллиона лет назад.

28 января
Анна Новиковская

Сегодня популяции многих видов пчел в упадке, и британские исследователи предложили еще один способ спасти этих насекомых: превратить часть кирпичей в стенах домов в «мини-ульи».

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: