Η τεχνητή νοημοσύνη αποκαλύπτει κρυφές κινήσεις ρηγμάτων κατά μήκος του Αγίου Ανδρέα

Ένας αλγόριθμος βαθιάς μάθησης εκπαιδευμένος σε συνεχή δεδομένα από γεωτρητικά μετρητικά παραμόρφωσης αποκάλυψε δεκάδες προηγουμένως μη ανιχνεύσιμες αργές ολισθήσεις κάτω από το τμήμα Parkfield του Ρήγματος του Αγίου Ανδρέα στην Καλιφόρνια, σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Communications. Η έρευνα αποδεικνύει ότι αυτές οι αθόρυβες κινήσεις του ρήγματος ακολουθούνται συστηματικά από αυξημένη σεισμική δραστηριότητα χαμηλής συχνότητας, προσφέροντας νέα εικόνα για το πώς απελευθερώνεται η πίεση κατά μήκος ενός από τα πιο στενά παρακολουθούμενα συστήματα ρηγμάτων στον κόσμο.nature+1

Ανιχνεύοντας το Αόρατο

Η μελέτη, με επικεφαλής τη Zahra Zali από το Γερμανικό Ερευνητικό Κέντρο Γεωεπιστημών GFZ μαζί με τους συν-συγγραφείς Patricia Martínez-Garzón, David Mencin και Gregory C. Beroza, εφάρμοσε τη βαθιά μάθηση απευθείας σε παρατηρήσεις μετρητών παραμόρφωσης υψηλής ευαισθησίας για τον εντοπισμό αργών ολισθήσεων μικρής διάρκειας που οι συμβατικές μέθοδοι ανίχνευσης είχαν παραλείψει. Σε αντίθεση με τους κανονικούς σεισμούς, οι αργές ολισθήσεις απελευθερώνουν ενέργεια σταδιακά κατά τη διάρκεια ωρών και όχι δευτερολέπτων, καθιστώντας τις αόρατες στην τυπική σεισμική παρακολούθηση.linkedin+2

Οι ερευνητές δημιούργησαν αυτό που ισοδυναμεί με έναν αυτοματοποιημένο κατάλογο αυτών των γεγονότων στο Parkfield — ένα τμήμα του Ρήγματος του Αγίου Ανδρέα που χρησιμεύει εδώ και καιρό ως φυσικό εργαστήριο για τη σεισμολογία. Ο αλγόριθμός τους έμαθε μοτίβα από τα ακατέργαστα δεδομένα παραμόρφωσης χωρίς να βασίζεται σε προκαθορισμένα πρότυπα, επιτρέποντάς του να εντοπίζει λεπτά σήματα παραμόρφωσης θαμμένα στον θόρυβο.gfzpublic.gfz+1

Μια Σύνδεση με Σεισμούς Χαμηλής Συχνότητας

Το πιο εντυπωσιακό εύρημα είναι η χρονική σχέση μεταξύ της αργής ολίσθησης και της σεισμικότητας χαμηλής συχνότητας. Η ομάδα διαπίστωσε ότι οι ανιχνευθείσες αργές ολισθήσεις ακολουθούνται σταθερά από αυξήσεις σε σεισμούς χαμηλής συχνότητας — μικρά, βαθιά σήματα που μοιάζουν με τρόμο και συμβαίνουν στη μεταβατική ζώνη του ρήγματος. Αυτή η σύνδεση υποδηλώνει ότι η αργή ολίσθηση μπορεί να επιβαρύνει γειτονικά τμήματα του ρήγματος, πυροδοτώντας τη δραστηριότητα χαμηλής συχνότητας και υποδεικνύοντας μια πιο δυναμική αλληλεπίδραση μεταξύ διαφορετικών τρόπων κίνησης του ρήγματος από ό,τι είχε γίνει κατανοητό προηγουμένως.nature+1

Επιπτώσεις για την Παρακολούθηση Ρηγμάτων

Η εργασία έρχεται σε μια στιγμή αυξημένης προσοχής στους σεισμικούς κινδύνους της Καλιφόρνια. Μια ξεχωριστή μελέτη που δημοσιεύτηκε τον Ιούνιο διαπίστωσε ότι η πίεση στα ρήγματα του Αγίου Ανδρέα και του San Jacinto έχει φτάσει στο υψηλότερο επίπεδο των τελευταίων χιλίων ετών. Ενώ οι αργές ολισθήσεις ανακουφίζουν αντί να συσσωρεύουν πίεση, η κατανόηση των μοτίβων τους θα μπορούσε να βελτιώσει τα μοντέλα για το πώς η παραμόρφωση συσσωρεύεται και διαχέεται κατά μήκος του ρήγματος.cnn+1

Η μελέτη υπογραμμίζει τον διευρυνόμενο ρόλο της ΤΝ στη γεωφυσική, όπου τα εργαλεία μηχανικής μάθησης είναι όλο και περισσότερο σε θέση να εξάγουν πληροφορίες από σύνολα δεδομένων που είναι πολύ μεγάλα και πολύπλοκα για να επεξεργαστούν χειροκίνητα οι άνθρωποι αναλυτές. Όπως σημείωσε το EarthScope, το οποίο διαχειρίζεται το δίκτυο μετρητών παραμόρφωσης γεωτρήσεων που χρησιμοποιήθηκε στην έρευνα, τέτοια όργανα παρέχουν την ευαισθησία που απαιτείται για τον εντοπισμό αυτών των «αθόρυβων» κινήσεων όταν συνδυάζονται με σύγχρονες υπολογιστικές τεχνικές.linkedin+1