Ný gervigreindaraðferð gæti hjálpað til við að spá fyrir um staðsetningu eftirskjálfta í kjölfar jarðskjálfta
An jarðskjálfta er fyrirbæri sem orsakast þegar rokk neðanjarðar í Jarðarinnar skorpan brotnar skyndilega í kringum jarðfræðilega brotalínu. Þetta veldur hröðu losun orku sem framleiðir skjálftabylgjur sem síðan hrista jörðina og þetta er tilfinningin sem við féllum í jarðskjálfta. Staðurinn þar sem bergið brotnar er kallaður brennidepill jarðskjálfta og staðsetning fyrir ofan það á jörðu er kallað „skjálftamiðja“. Orkan sem losnar er mæld sem stærðargráðu, mælikvarði til að lýsa hversu orkumikill jarðskjálfti var. Jarðskjálfti af stærðinni 2 er varla merkjanlegur og aðeins hægt að skrá hann með því að nota viðkvæman sérhæfðan búnað, en jarðskjálftar meira en 8 að stærð getur valdið því að jörðin hristist mjög harkalega. Jarðskjálfta fylgir almennt margir eftirskjálftar sem verða með svipuðu fyrirkomulagi og eru jafn hrikalegir og margfaldur styrkur þeirra og alvarleiki svipaður og upphaflegi skjálftinn. Slíkir skjálftar eftir skjálfta eiga sér stað yfirleitt á fyrstu klukkustund eða degi eftir aðalskjálfta jarðskjálfta. Það er mjög krefjandi að spá fyrir um dreifingu eftirskjálfta.
Vísindamenn hafa mótað reynslulögmál til að lýsa stærð og tíma eftirskjálfta en enn er erfitt að finna staðsetningu þeirra. Vísindamenn við Google og Harvard háskóla hafa fundið upp nýja nálgun við mat jarðskjálftar og spá um staðsetningu eftirskjálfta með gervigreindartækni í rannsókn sinni sem birt var í Nature. Þeir notuðu sérstaklega vélanám - þátt gervigreindar. Í vélanámsaðferðinni „lærir“ vél af safni gagna og eftir að hafa aflað sér þessarar þekkingar getur hún notað þessar upplýsingar til að spá fyrir um nýrri gögn.
Vísindamenn greindu fyrst gagnagrunn yfir jarðskjálfta á heimsvísu með djúpnámi reikniritum. Djúpnám er háþróuð tegund vélanáms þar sem taugakerfi reyna að líkja eftir hugsunarferli mannsheilans. Næst stefndu þeir að því að geta spá eftirskjálftar betri en tilviljunarkenndar getgátur og reyndu að leysa vandamálið um „hvar“ eftirskjálftarnir verða. Mælingar sem safnað var frá meira en 199 stórum jarðskjálftum um allan heim voru nýttar sem samanstanda af um 131,000 stórskjálfta-eftirskjálftapörum. Þessum upplýsingum var blandað saman við eðlisfræði-undirstaða líkan sem lýsir hvernig Jörð væri þvingaður og spenntur eftir an jarðskjálfta sem mun síðan koma af stað eftirskjálftum. Þeir bjuggu til 5 kílómetra fermetra rist þar sem kerfið myndi athuga hvort eftirskjálfti væri. Tauganetið myndi þá mynda tengsl milli stofna af völdum aðalskjálfta og staðsetningar eftirskjálfta. Þegar taugakerfi var vel þjálfað á þennan hátt gat það spáð nákvæmlega fyrir um staðsetningu eftirskjálfta. Rannsóknin var afar krefjandi þar sem hún notaði flókin raunveruleg gögn um jarðskjálfta. Vísindamenn að öðrum kosti setja upp gervi og svona „tilvalin“ jarðskjálfta til að búa til spár og skoðuðu svo spárnar. Þegar litið var á úttak tauganets reyndu þeir að greina hvaða mismunandi „magn“ er líklegt til að stjórna spám um eftirskjálfta. Eftir að hafa gert staðbundna samanburð komust vísindamenn að þeirri niðurstöðu að dæmigert eftirskjálftamynstur væri líkamlega „túlkanlegt“. Teymið bendir á að magn sem kallast annað afbrigði af fráviksspennuspennu – einfaldlega kallað J2 – haldi lykilinn. Þetta magn er mjög túlkanlegt og er reglulega notað í málmvinnslu og öðrum sviðum en hefur aldrei áður notað til að rannsaka jarðskjálfta.
Eftirskjálftar eftir skjálfta valda frekari meiðslum, skemma eignir og hindra einnig björgunaraðgerðir og því spáð því að þeir yrðu lífsbjörg fyrir mannkynið. Rauntímaspá er hugsanlega ekki möguleg á þessari stundu þar sem núverandi gervigreindarlíkön geta aðeins tekist á við ákveðna tegund eftirskjálfta og einfaldri jarðfræðilegri misgengislínu. Þetta er mikilvægt vegna þess að jarðfræðilegar misgengislínur hafa mismunandi rúmfræði í fjölbreyttri landfræðilegri staðsetningu á reikistjarna. Svo gæti verið að það eigi ekki við um mismunandi tegundir jarðskjálfta um allan heim. Engu að síður lítur gervigreindartækni út fyrir að vera hentug fyrir jarðskjálfta vegna n fjölda breyta sem þarf að hafa í huga þegar þær eru rannsakaðar, td styrk höggs, stöðu jarðskjálfta o.s.frv.
Taugakerfi eru hönnuð til að bæta sig með tímanum, þ.e. eftir því sem meiri gögn eru færð inn í kerfi, fer meira nám fram og kerfið batnar jafnt og þétt. Í framtíðinni gæti slíkt kerfi verið óaðskiljanlegur hluti af spákerfum sem jarðskjálftafræðingar nota. Skipuleggjendur gætu einnig innleitt neyðarráðstafanir byggðar á þekkingu á jarðskjálftahegðun. Teymið vill nota gervigreindartækni til að spá fyrir um stærð jarðskjálfta.
***
{Þú getur lesið upprunalegu rannsóknarritgerðina með því að smella á DOI hlekkinn sem gefinn er upp hér að neðan á listanum yfir tilvitnaðar heimildir}
Heimildir)
DeVries PMR o.fl. 2018. Djúp fræðsla á eftirskjálftumynstri í kjölfar stórra jarðskjálfta. Nature560 (7720).
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0438-y
***
