Землетрясения не являются для жителей чем-то необычным, но каждый раз они приносят в наши жизни только боль и страдания. При этом предсказуемость этой природной стихии все еще далека от совершенства.
Из случившихся за последние несколько десятков лет самым катастрофическим, пожалуй, было землетрясение силой в 9,0 баллов, которое произошло на севере Японии в марте 2011 года и привело к катастрофе на ядерном реакторе Фукусимы. В прошлом году в Непале 7,8-балльное землетрясение разрушило город Катманду и унесло жизни 9000 человек. 7,0-балльное землетрясение в Гаити в 2010 году погубило 220 000 человек и оставило без жилья еще 64 000.
Ученые работают над методами прогнозирования землетрясений, которые сочетают физику полупроводников с искусственным интеллектом. Компонент физики известен как механизм сцепления литосферы-атмосферы-ионосферы, пишет hi-news.ru.
Всем известно, что атмосфера – это большой пузырь кислорода и других газов вокруг Земли. Литосфера – это твердый наружный слой планеты, состоящий из земной коры и верхней мантии. Ионосфера – это верхний слой атмосферы, над тропосферой и стратосферой, перемежающийся с мезосферой и термосферой.
Солнечное излучение в ионосфере передает так много энергии атомам, что их электроны готовы отделяться. Эти электроны ведут себя как свободные частицы, и атомы становятся ионами, принимая положительный заряд. Помимо того, что ионосфера выступает важной частью механизма прогнозирования землетрясений, ионосфера важна, поскольку этот слой атмосферы отражает электромагнитные волны обратно на Землю и позволяет работать радиосвязи.
За несколько дней до землетрясения почва под напряжением выпускает больше газов, особенно бесцветный и не пахнущий ничем газ радон. Он увеличивает степень ионизации атомов в ионосфере, и получившиеся ионы притягивают молекулы воды. Этот крупномасштабный процесс конденсации выпускает тепло, которое ученые могут обнаруживать в форме инфракрасного излучения.
В ЯПОНИИ СОЗДАДУТ СИСТЕМУ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ О СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЯХ ДЛЯ ИНОСТРАНЦЕВ
Использование связи литосферы-атмосферы-ионосферы – пока очень молодая наука. Чтобы полагаться на этот метод или использовать его в качестве системы предупреждения, нужно больше данных.
Используя силу машинного обучения, люди могут получить надежную модель прогнозирования землетрясений уже в ближайшем будущем. Необходимо собрать достаточно исторических данных, связывающих ионосферную активность с землетрясениями, и на их основе разработать шаблоны, которые можно будет сопоставлять с данными в режиме реального времени.
Огромный объем данных, которые необходимо проанализировать, было невозможно обуздать до появления современного распознавания образов. Суперкомпьютеры, вроде IBM Watson, просеивают терабайты данных в кратчайший срок, за две минуты делая работу, на которую у людей ушли бы недели.
Компании GeoCosmo и Terra Seismic работают над алгоритмами прогнозирования землетрясений, которые интегрируют данные связи литосферы-атмосферы-ионосферы с соответствующими показателями вроде изменения уровня грунтовых вод и проводимости почвы. GeoCosmo точно спрогнозировала двадцать различных землетрясений в Северной и Южной Америке за семь дней до их появления.
САМЫЕ РАЗРУШИТЕЛЬНЫЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ В ИСТОРИИ
Компания интегрирует приложение для телефонов в свою систему. Cellphone Sensor Project отправляет данные, которые собираются магнитометрами телефонов, составляя, таким образом, карту силы магнитных полей вокруг. Компания ставит задачу использовать миллиард магнитометров в мобильных телефонах в самых сейсмически активных регионах мира.
Как говорит председатель GeoCosmo: «Полная энергия, выделившаяся во время землетрясения магнитудой 9,0, эквивалентна взрыву двух миллионов атомных бомб типа Хиросимы одновременно. Мне кажется странным, с точки зрения физики, что процесс, высвобождающий так много энергии в мгновение ока, никак себя не выдаст и не сможет быть распознан до самого события».