Ще можем ли някога да предсказваме земетресения?
Те удрят ненадейно и без предизвестие. Двете опустошителни трусове, които разтресоха Югоизточна Турция и Северна Сирия, взеха хиляди жертви и оставиха след себе си доста ранени хора без заслон. Случвайки се в ранните часове на 6 февруари, множеството от жертвите евентуално са спели, когато първото земетресение с магнитуд 7.8 по Рихтер срутва домовете им върху тях, написа BBC в собствен специфичен материал по тематиката.
Първата индикация, че се разпростира огромна злополука, са неочакваните проблясъци на интензивност, засечени на сензитивните принадлежности на сеизмолози. Впоследствие сеизмичните талази от първия трус отекнаха по целия свят. Няколко часа по-късно последва и вторият трус с магнитуд 7.5 по Рихтер.
Относителната плиткост на двата труса значи, че интензитетът на разклащането е бил изключително мощен. И защото регионът продължава да се раздрусва от вторични земетресения, специалисти от Геоложката работа на Съединените щати предизвестиха, че тези, които са оживели, и спасителите, които в този момент се стичат в района, с цел да оказват помощ, са изправени пред обилни опасности от свлачища вследствие на разтърсването.
Но до момента в който светът се надпреварва да дава помощ на потърпевшите от двете страни на границата сред Турция и Сирия, някои се чудят за какво не сме планували това.
Системата от източни анадолски разломи, където се случиха земетресенията, е част от тектоничен „ троен възел “, където три тектонични плочи – Анадолската, Арабската и Африканската – се сблъскват една с друга. От 1970 година единствено три трусове с магнитуд 6 или по-силни са блъснали района и доста геолози считат, че той е „ задремал “ за огромно земетресение.
И по този начин, за какво не са могли да го плануват?
Всъщност науката за предсказание на трусове е доста, доста сложна. Въпреки че постоянно има дребни сигнали, които могат да бъдат открити в сеизмичните данни, откакто се е случило събитие, да знаете какво да търсите и да употребявате това, с цел да извършите прогнози авансово, е доста по-предизвикателно.
Когато симулираме трусове в лабораторията, можем да забележим всички тези дребни неуспехи, които се случват – има някои пукнатини и някои недостатъци, които се появяват първи “, споделя Крис Мароне, професор по геонауки в университета Сапиенца в Рим, Италия, и университета Пен Стейт в Пенсилвания, Съединени американски щати. „ Но в природата има доста неустановеност по отношение на това за какво постоянно не виждаме предупредителни земетресения или индикации, че ще има огромно земетресение. “
Геолозите се пробват да употребяват модерни научни способи за прогнозиране на трусове най-малко от 60-те години на предишния век, само че с дребен триумф. Голяма част от повода за това, споделя Мароне, е сложността на системите за разломи, които кръстосват земното кълбо. Има и доста сеизмичен звук – Земята непрестанно „ мърмори и бучи “, което в композиция с антропогенния звук на трафика, строителните работи и всекидневието затруднява разпознаването на ясни сигнали.
Според Геоложкия институт на Съединените щати са нужни три неща, с цел да се сътвори в действителност потребна прогноза за земетресението – мястото, където ще се случи, по кое време ще се случи и какъв брой огромно ще бъде събитието. Засега, споделят те, никой не може да направи това сигурно.
Вместо това геолозите вършат най-хубавите си догатки в „ карти на заплахите “, където пресмятат вероятността от земетресение в границите на няколко години. Въпреки че те могат да оказват помощ с известна степен на обмисляне, като да вземем за пример възстановяване на строителните стандарти в най-застрашените региони, това не обезпечава равнището на прогнозиране, належащо за даване на ранни предизвестия на обществеността, с цел да им разреши да се изтеглят или да се приютят. И не всеки, който живее в земетръсна зона, може да си разреши типа инфраструктура, нужна да издържи на огромно разлюляване.
В Турция и Сирия имаше доста фактори, които посочваха, че постройките са в положение, в което са подготвени да се срутен и да се срутят “, споделя Мароне. „ В огромна част от западния свят имаше кодове за сеизмично подсилване, които бяха въведени през 70-те и 80-те години на предишния век. Но построяването и модернизирането на здания коства доста. “
Вместо това учените търсят способи да създадат прогнозите за трусове по-точни. Наред със сеизмичните сигнали, откривателите търсят улики от разнообразни места – от държанието на животните до електрическите разстройства в горната атмосфера на Земята. Учени в Китай търсят талази в електрически заредени частици в йоносферата на Земята в дните, водещи до трусове.
Поведението на животните
Съобщенията за уплашени и бягащи в суматоха животни преди трусове датират от хилядолетия, само че потреблението на тези наблюдения по логичен метод е мъчно. Поведението на животните не постоянно разрешава точна прогноза.
Има данни за едно земетресение, което е било предсказано в Китай преди няколко десетилетия благодарение на извънредно държание на животни, само че подвигът в никакъв случай не е бил още един. Учени от Института за държание на животните Макс Планк в Германия обаче записват държанието на крави, овце и кучета в земетръсни региони на Италия. Животните трансформират държанието си по-рано, колкото по-близо са били до епицентъра на идни трусове, споделят откривателите.
Изкуственият разсъдък
Напоследък обаче има възходящо неспокойствие към опциите на изкуствения разсъдък да открива тип фини сигнали, които хората пропущат. Алгоритмите за машинно образование могат да проучват голямо количество данни от минали трусове за търсене на модели, които могат да се употребяват за прогнозиране на бъдещи събития.
„ Този тип прогнозиране, основано на машинно образование, провокира огромен интерес “, споделя Мароне. Той и сътрудниците му през последните пет години създават логаритми, които са способни да откриват неточности в симулирани трусове в лабораторията. Използвайки гранитни блокове с размер на пестник, те могат да пресъздадат натрупването на напрежение и триенето, които могат да зародят при разлом, като оказват налягане, до момента в който разломът се задейства, създавайки това, което те назовават „ лабораторни земетресения “.
Еластични талази минават през разлома, до момента в който той се разпада лека-полека “, споделя Мароне. „ Можем да предскажем по кое време ще настъпи щета в лабораторията въз основа на тези промени в еластичните свойства и шума, приближаващ от предни удари в самата зона на разлома. Бихме желали да пренесем това на Земята, само че към момента не сме подготвени. "
Прехвърлянето на тази предсказваща мощ на AI към по-голямата, комплицирана среда и зони на разломи в действителния свят е доста по-предизвикателно.
„ Има няколко случая, в които хората са измислили по какъв начин да го създадат в прогнозиране след земетресение, което допуска, че това може да работи “, споделя Мароне. „ Но към момента не е реализиран огромен пробив. “
Учени в Китай, да вземем за пример, са търсили талази в електрически заредени частици в йоносферата на Земята в дните, водещи до трусове, породени от промени в магнитното поле над разломните зони. Една група, ръководена от Джинг Лю от Института за прогнозиране на земетресенията в Пекин, да вземем за пример, съобщи, че може да види разстройства в атмосферните електрони над епицентъра на земетресението, което удари Баха, Калифорния. Учените хващат разстройствата 10 дни преди трусът да удари при започване на април 2010 година Друга група, основана в Израел, неотдавна съобщи, че може да употребява машинно образование за прогнозиране на огромни трусове 48 часа преди да се случат, и то с 83% акуратност посредством проучване на измененията в наличието на електрони в йоносферата през последните 20 години.
В търсене на улики в йоносферата
Китай явно разпорежда своите очаквания на тези улики в йоносферата. През 2018 година страната изстреля Китайския сеизмо-електромагнитен спътник (CSES) за наблюдаване на електрически аномалии в йоносферата на Земята. Миналата година учени от Центъра на мрежата за трусове в Китай в Пекин твърдяха, че са разкрили спадове в плътността на електроните в йоносферата две седмици и една седмица преди земетресенията, които удариха континенталната част на Китай през май 2021 година и януари 2022 година Те използваха ретроспективно данни, тъй че имахме изгода от взор обратно. И те предизвестяват, че даже със сателитните данни техните открития са към момента надалеч от опцията да предскажат идно земетресение.
Не можем да посочим вярното място, където ще се случи идно събитие “, споделиха те, частично тъй като огромните трусове могат да провокират течения надалеч от техния епицентър, което затруднява потвърждаването на точното местонахождение.
Други откриватели разпореждат очакванията си на разнообразни сигнали. В Япония някои настояват, че могат да употребяват измененията във водните пари над земетръсните зони, с цел да вършат прогнози. Тестовете демонстрират, че тези прогнози имат 70% акуратност, макар че те могат единствено да кажат, че земетресение може да се случи в даден миг през идващия месец. Други се пробват да проучват дребни талази в гравитацията на Земята, които могат да зародят преди земетресение.
Но макар всички тези изказвания, никой не е съумял сполучливо да предскаже къде и по кое време ще се случи земетресение.
Ние просто нямаме инфраструктурата, с цел да правим типа мониторинг, от който бихме се нуждаели “, споделя Мороне. „ Кой ще вложи 100 милиона $, с цел да конфигурира набор от сеизмометри от типа, който използваме в лабораторията, с цел да следим придвижвания? Знаем по какъв начин да предвиждаме лабораторни земетресения, само че това, което не знаем, е дали данните от тях биха могли да се трансферират към сложността на разломите в действителния свят. Източноанадолският разлом, да вземем за пример, е в комплициран район на света – не една елементарна низина на разлом, а куп неща, които се събират дружно. "
И даже с опцията да се вършат по-добри прогнози, към момента остава въпросът какво да се прави с информацията. Докато точността се усъвършенства, евакуирането на цели градове или настояването на хората да стоят настрани от рискови здания може да коства скъпо, в случай че се позволен неточности. Но Мароне търси в света на метеорологичните прогнози някаква индикация какво може да се случи, в случай че данните се подобрят.
„ Те към този момент предвиждат огромни метеорологични събития с известна акуратност авансово “, споделя Мароне. Това разрешава на държавните организации да се приготвят за незабавни реакции при събития като урагани и да издават предизвестия към членовете на обществеността, които могат да оказват помощ за тяхната сигурност. Възможността да се направи нещо сходно за трусове е към момента надалеч, споделя Мароне. „ В момента не сме покрай това. “
Една област, в която изкуственият разсъдък може да играе по-непосредствена роля, са събитията, които се случват незабавно след земетресение. Изследователи от университета Тохоку и университета Ренмин в Китай създават принадлежности, които употребяват AI за систематизиране на вредите, породени от естествени бедствия от сателитни изображения, тъй че държавните управления и избавителните екипи да могат да бъдат изпратени там, където са най-необходими. Използват се логаритми за оценка на вредите на постройката и идентифициране на структурите, които са били изцяло разрушени или са евентуално рискови.
Има очаквания, че логаритмите за машинно образование могат да оказват помощ за сигурността на избавителните служащи и оживелите от трусове, като допринесат за по-добро прогнозиране на вторични земетресения, които следват огромно земетресение. Изследователи от Харвардския университет, да вземем за пример, ползват deep learning – форма на машинно образование – за проучване на модели на вторични земетресения с вярата, че те могат да бъдат предсказани.
Ние разбираме доста добре какво се случва след огромно събитие и за какво пораждат вторични земетресения “, споделя Мароне. „ Но към момента не е приключено. Ние като научно общество знаем по-добре дали по-малките разтърсвания могат да доведат до още по-големи, само че постоянно има неустановеност. “
„ Не е нужно да знаете доста за земетресенията и вторичните земетресения, с цел да осъзнаете, че случилото се в Турция е доста необикновена обстановка, при която сте имали две в действителност огромни трусове близо едно до друго. “
Първата индикация, че се разпростира огромна злополука, са неочакваните проблясъци на интензивност, засечени на сензитивните принадлежности на сеизмолози. Впоследствие сеизмичните талази от първия трус отекнаха по целия свят. Няколко часа по-късно последва и вторият трус с магнитуд 7.5 по Рихтер.
Относителната плиткост на двата труса значи, че интензитетът на разклащането е бил изключително мощен. И защото регионът продължава да се раздрусва от вторични земетресения, специалисти от Геоложката работа на Съединените щати предизвестиха, че тези, които са оживели, и спасителите, които в този момент се стичат в района, с цел да оказват помощ, са изправени пред обилни опасности от свлачища вследствие на разтърсването.
Но до момента в който светът се надпреварва да дава помощ на потърпевшите от двете страни на границата сред Турция и Сирия, някои се чудят за какво не сме планували това.
Системата от източни анадолски разломи, където се случиха земетресенията, е част от тектоничен „ троен възел “, където три тектонични плочи – Анадолската, Арабската и Африканската – се сблъскват една с друга. От 1970 година единствено три трусове с магнитуд 6 или по-силни са блъснали района и доста геолози считат, че той е „ задремал “ за огромно земетресение.
И по този начин, за какво не са могли да го плануват?
Всъщност науката за предсказание на трусове е доста, доста сложна. Въпреки че постоянно има дребни сигнали, които могат да бъдат открити в сеизмичните данни, откакто се е случило събитие, да знаете какво да търсите и да употребявате това, с цел да извършите прогнози авансово, е доста по-предизвикателно.
Когато симулираме трусове в лабораторията, можем да забележим всички тези дребни неуспехи, които се случват – има някои пукнатини и някои недостатъци, които се появяват първи “, споделя Крис Мароне, професор по геонауки в университета Сапиенца в Рим, Италия, и университета Пен Стейт в Пенсилвания, Съединени американски щати. „ Но в природата има доста неустановеност по отношение на това за какво постоянно не виждаме предупредителни земетресения или индикации, че ще има огромно земетресение. “
Геолозите се пробват да употребяват модерни научни способи за прогнозиране на трусове най-малко от 60-те години на предишния век, само че с дребен триумф. Голяма част от повода за това, споделя Мароне, е сложността на системите за разломи, които кръстосват земното кълбо. Има и доста сеизмичен звук – Земята непрестанно „ мърмори и бучи “, което в композиция с антропогенния звук на трафика, строителните работи и всекидневието затруднява разпознаването на ясни сигнали.
Според Геоложкия институт на Съединените щати са нужни три неща, с цел да се сътвори в действителност потребна прогноза за земетресението – мястото, където ще се случи, по кое време ще се случи и какъв брой огромно ще бъде събитието. Засега, споделят те, никой не може да направи това сигурно.
Вместо това геолозите вършат най-хубавите си догатки в „ карти на заплахите “, където пресмятат вероятността от земетресение в границите на няколко години. Въпреки че те могат да оказват помощ с известна степен на обмисляне, като да вземем за пример възстановяване на строителните стандарти в най-застрашените региони, това не обезпечава равнището на прогнозиране, належащо за даване на ранни предизвестия на обществеността, с цел да им разреши да се изтеглят или да се приютят. И не всеки, който живее в земетръсна зона, може да си разреши типа инфраструктура, нужна да издържи на огромно разлюляване.
В Турция и Сирия имаше доста фактори, които посочваха, че постройките са в положение, в което са подготвени да се срутен и да се срутят “, споделя Мароне. „ В огромна част от западния свят имаше кодове за сеизмично подсилване, които бяха въведени през 70-те и 80-те години на предишния век. Но построяването и модернизирането на здания коства доста. “
Вместо това учените търсят способи да създадат прогнозите за трусове по-точни. Наред със сеизмичните сигнали, откривателите търсят улики от разнообразни места – от държанието на животните до електрическите разстройства в горната атмосфера на Земята. Учени в Китай търсят талази в електрически заредени частици в йоносферата на Земята в дните, водещи до трусове.
Поведението на животните
Съобщенията за уплашени и бягащи в суматоха животни преди трусове датират от хилядолетия, само че потреблението на тези наблюдения по логичен метод е мъчно. Поведението на животните не постоянно разрешава точна прогноза.
Има данни за едно земетресение, което е било предсказано в Китай преди няколко десетилетия благодарение на извънредно държание на животни, само че подвигът в никакъв случай не е бил още един. Учени от Института за държание на животните Макс Планк в Германия обаче записват държанието на крави, овце и кучета в земетръсни региони на Италия. Животните трансформират държанието си по-рано, колкото по-близо са били до епицентъра на идни трусове, споделят откривателите.
Изкуственият разсъдък
Напоследък обаче има възходящо неспокойствие към опциите на изкуствения разсъдък да открива тип фини сигнали, които хората пропущат. Алгоритмите за машинно образование могат да проучват голямо количество данни от минали трусове за търсене на модели, които могат да се употребяват за прогнозиране на бъдещи събития.
„ Този тип прогнозиране, основано на машинно образование, провокира огромен интерес “, споделя Мароне. Той и сътрудниците му през последните пет години създават логаритми, които са способни да откриват неточности в симулирани трусове в лабораторията. Използвайки гранитни блокове с размер на пестник, те могат да пресъздадат натрупването на напрежение и триенето, които могат да зародят при разлом, като оказват налягане, до момента в който разломът се задейства, създавайки това, което те назовават „ лабораторни земетресения “.
Еластични талази минават през разлома, до момента в който той се разпада лека-полека “, споделя Мароне. „ Можем да предскажем по кое време ще настъпи щета в лабораторията въз основа на тези промени в еластичните свойства и шума, приближаващ от предни удари в самата зона на разлома. Бихме желали да пренесем това на Земята, само че към момента не сме подготвени. "
Прехвърлянето на тази предсказваща мощ на AI към по-голямата, комплицирана среда и зони на разломи в действителния свят е доста по-предизвикателно.
„ Има няколко случая, в които хората са измислили по какъв начин да го създадат в прогнозиране след земетресение, което допуска, че това може да работи “, споделя Мароне. „ Но към момента не е реализиран огромен пробив. “
Учени в Китай, да вземем за пример, са търсили талази в електрически заредени частици в йоносферата на Земята в дните, водещи до трусове, породени от промени в магнитното поле над разломните зони. Една група, ръководена от Джинг Лю от Института за прогнозиране на земетресенията в Пекин, да вземем за пример, съобщи, че може да види разстройства в атмосферните електрони над епицентъра на земетресението, което удари Баха, Калифорния. Учените хващат разстройствата 10 дни преди трусът да удари при започване на април 2010 година Друга група, основана в Израел, неотдавна съобщи, че може да употребява машинно образование за прогнозиране на огромни трусове 48 часа преди да се случат, и то с 83% акуратност посредством проучване на измененията в наличието на електрони в йоносферата през последните 20 години.
В търсене на улики в йоносферата
Китай явно разпорежда своите очаквания на тези улики в йоносферата. През 2018 година страната изстреля Китайския сеизмо-електромагнитен спътник (CSES) за наблюдаване на електрически аномалии в йоносферата на Земята. Миналата година учени от Центъра на мрежата за трусове в Китай в Пекин твърдяха, че са разкрили спадове в плътността на електроните в йоносферата две седмици и една седмица преди земетресенията, които удариха континенталната част на Китай през май 2021 година и януари 2022 година Те използваха ретроспективно данни, тъй че имахме изгода от взор обратно. И те предизвестяват, че даже със сателитните данни техните открития са към момента надалеч от опцията да предскажат идно земетресение.
Не можем да посочим вярното място, където ще се случи идно събитие “, споделиха те, частично тъй като огромните трусове могат да провокират течения надалеч от техния епицентър, което затруднява потвърждаването на точното местонахождение.
Други откриватели разпореждат очакванията си на разнообразни сигнали. В Япония някои настояват, че могат да употребяват измененията във водните пари над земетръсните зони, с цел да вършат прогнози. Тестовете демонстрират, че тези прогнози имат 70% акуратност, макар че те могат единствено да кажат, че земетресение може да се случи в даден миг през идващия месец. Други се пробват да проучват дребни талази в гравитацията на Земята, които могат да зародят преди земетресение.
Но макар всички тези изказвания, никой не е съумял сполучливо да предскаже къде и по кое време ще се случи земетресение.
Ние просто нямаме инфраструктурата, с цел да правим типа мониторинг, от който бихме се нуждаели “, споделя Мороне. „ Кой ще вложи 100 милиона $, с цел да конфигурира набор от сеизмометри от типа, който използваме в лабораторията, с цел да следим придвижвания? Знаем по какъв начин да предвиждаме лабораторни земетресения, само че това, което не знаем, е дали данните от тях биха могли да се трансферират към сложността на разломите в действителния свят. Източноанадолският разлом, да вземем за пример, е в комплициран район на света – не една елементарна низина на разлом, а куп неща, които се събират дружно. "
И даже с опцията да се вършат по-добри прогнози, към момента остава въпросът какво да се прави с информацията. Докато точността се усъвършенства, евакуирането на цели градове или настояването на хората да стоят настрани от рискови здания може да коства скъпо, в случай че се позволен неточности. Но Мароне търси в света на метеорологичните прогнози някаква индикация какво може да се случи, в случай че данните се подобрят.
„ Те към този момент предвиждат огромни метеорологични събития с известна акуратност авансово “, споделя Мароне. Това разрешава на държавните организации да се приготвят за незабавни реакции при събития като урагани и да издават предизвестия към членовете на обществеността, които могат да оказват помощ за тяхната сигурност. Възможността да се направи нещо сходно за трусове е към момента надалеч, споделя Мароне. „ В момента не сме покрай това. “
Една област, в която изкуственият разсъдък може да играе по-непосредствена роля, са събитията, които се случват незабавно след земетресение. Изследователи от университета Тохоку и университета Ренмин в Китай създават принадлежности, които употребяват AI за систематизиране на вредите, породени от естествени бедствия от сателитни изображения, тъй че държавните управления и избавителните екипи да могат да бъдат изпратени там, където са най-необходими. Използват се логаритми за оценка на вредите на постройката и идентифициране на структурите, които са били изцяло разрушени или са евентуално рискови.
Има очаквания, че логаритмите за машинно образование могат да оказват помощ за сигурността на избавителните служащи и оживелите от трусове, като допринесат за по-добро прогнозиране на вторични земетресения, които следват огромно земетресение. Изследователи от Харвардския университет, да вземем за пример, ползват deep learning – форма на машинно образование – за проучване на модели на вторични земетресения с вярата, че те могат да бъдат предсказани.
Ние разбираме доста добре какво се случва след огромно събитие и за какво пораждат вторични земетресения “, споделя Мароне. „ Но към момента не е приключено. Ние като научно общество знаем по-добре дали по-малките разтърсвания могат да доведат до още по-големи, само че постоянно има неустановеност. “
„ Не е нужно да знаете доста за земетресенията и вторичните земетресения, с цел да осъзнаете, че случилото се в Турция е доста необикновена обстановка, при която сте имали две в действителност огромни трусове близо едно до друго. “
Източник: economic.bg
КОМЕНТАРИ