Создан искусственный интеллект, способный предсказывать разрушительные землетрясения

Российские исследователи представили алгоритм SPAD (Seismogenic Patches Detection — обнаружение сейсмогенных зон), который анализирует скрытые процессы внутри тектонических разломов и выявляет участки, накапливающие энергию для будущих разрушительных толчков.

Как сообщили специалисты, технология разработана учеными Московского физико-технического института и Университета Иннополис. Основная задача алгоритма — заранее обнаруживать наиболее опасные зоны, где впоследствии могут произойти сильные землетрясения.

Почему возникают сильные землетрясения

По словам исследователей, разломы земной коры имеют сложную структуру. На отдельных участках возникают прочные тектонические контакты, которые удерживают породы от смещения. Из-за этого внутри разлома постепенно накапливается огромный запас упругой энергии.

Со временем напряжение достигает критического уровня, после чего энергия резко высвобождается в виде мощного землетрясения.

Ранее ученые могли определить такие зоны лишь после уже произошедшей катастрофы, анализируя последствия толчков. Новый алгоритм позволяет выявлять потенциально опасные области задолго до главного удара.

Как работает система SPAD

Алгоритм анализирует так называемую фоновую сейсмичность — слабые подземные толчки, которые происходят постоянно и чаще всего остаются незаметными для людей.

Именно эти микросейсмические события, как объясняют ученые, содержат информацию о внутреннем строении тектонических разломов.

Доцент кафедры теоретической и экспериментальной физики геосистем МФТИ Алексей Остапчук отметил, что раньше считалось, будто сильные землетрясения возникают в «тихих» зонах, где долгое время не фиксируется активность. Однако исследования показали обратное.

По его словам, в местах будущих мощных землетрясений происходит большое количество слабых толчков, которые и помогают выявить опасные участки за годы до катастрофы.

Алгоритм очищает данные от афтершоков

На первом этапе SPAD удаляет из каталогов взаимосвязанные события и афтершоки — повторные толчки после крупных землетрясений.

После этого система анализирует только фоновую сейсмичность, отражающую постоянные процессы деформации земной коры.

Затем алгоритм автоматически ищет области с наиболее плотным скоплением слабых событий и определяет их границы. Именно такие зоны считаются потенциальными очагами будущих сильных землетрясений.

Разработчики подчеркивают, что система работает полностью автономно и не нуждается в подсказках специалистов о местах предыдущих катастроф.

Технологию протестировали на данных Камчатки

Эффективность алгоритма проверили на сейсмических данных Камчатки за последние 35 лет.

Результаты показали высокую точность работы системы. Алгоритм успешно обнаружил 13 из 16 сильных землетрясений, произошедших до 1990 года, а также 7 из 8 современных крупных толчков после 1990 года.

Ученые считают, что это подтверждает существование долгоживущих сейсмогенных зон, которые могут сохраняться внутри разломов десятилетиями.

Где еще может применяться новая технология

Исследователи сообщили, что алгоритм уже демонстрирует эффективность и в других сейсмоопасных районах мира.

Система успешно работает при анализе данных Курильских островов, Японии, а также знаменитого разлома Сан-Андреас в США.

В перспективе технология может использоваться для глобального картирования тектонических разломов и создания более точных систем оценки сейсмической угрозы по всей планете.