• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
12.05.2022
Сергей Васильев
2 321

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 / Автор: Godefridus Victorinus

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
Вчера, 12:50
Юлия Трепалина

В новом исследовании команда американских и канадских ученых рассмотрела, как снижение калорийности пищи воздействует на теломеры человека — своего рода «защитные колпачки» на концах хромосом, предохраняющие их от повреждений и «склеивания» с другими хромосомами. Влияние оказалось не таким однозначным, как предполагалось.

Вчера, 11:55
Полина Меньшова

Большему количеству учеников, чем когда-либо, трудно осваивать школьную программу. Это связано с низким уровнем развития рабочей памяти и неумением планировать время, считает педагог Алекс Куигли. В новой книге он дал практические рекомендации для учителей, которые помогут сделать работу в классе более продуктивной.

Позавчера, 11:12
Дарья Г.

Ио — самое вулканически активное на сегодня тело в Солнечной системе. Извержения «переделывают» поверхность этого спутника Юпитера быстрее, чем метеориты, и это при том, что обычно тела такой малой массы не могут поддерживать вулканическую активность. В новом исследовании ученые рассчитали, что спутник, вероятно, такой «горячий» на протяжении всего существования. Этот вывод имеет значение для всей системы Юпитера.

Позавчера, 17:37
Мария Азарова

Авторы нового исследования выявили три фактора, ответственные за так называемый алкогольный блэкаут — распространенное последствие употребления спиртных напитков, когда человек сталкивается с провалами в памяти.

19 апреля
Дарья Г.

По оценкам ученых, «свободных» планет в Млечном Пути может быть в 20 раз больше, чем звезд. Так как планеты сами не светятся, разглядеть их сложно: их ищут гравилинзированием, лучше всего обнаруживающим самые массивные планеты типа Юпитера. Но вот удалось найти еще одну такую «сироту», причем не массивную с Юпитер, а земного размера. И ученые уверены, что это лишь первая находка из многих.

19 апреля
Александр Березин

В норме чем больше становится видов в группе, тем острее они конкурируют между собой, что сначала замедляет возникновение новых видов, а затем ведет к вымиранию. Новая научная работа показала, что у рода Homo ситуация почему-то была обратной: чем больше видов он образовывал, тем быстрее возникали новые дополнительные. Среди позвоночных подобных примеров нет, только среди жуков на изолированных островах. Ученые выдвинули ряд гипотез, позволяющих объяснить столь удивительный результат.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

28 марта
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

29 марта
Ольга Иванова

Ученые из США и Швейцарии определили четыре ключевых механизма, задействованных в трансформации личности человека. Но ни один из них не сработает без самого главного — сильного желания измениться.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
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: