Машинне навчання допомогло передбачити лабораторні землетруси

Вчені з США і Британії застосували машинне навчання при аналізі штучних землетрусів в лабораторних умовах, і знайшли нову короткострокову прогностичну ознаку підземних поштовхів: шум м'яких порід. Це допоможе робити короткострокові прогнози землетрусу, опубліковані в журналі.

Прогноз землетрусів - завдання складне. Геологи можуть передбачити можливу його появу в певний період, ґрунтуючись, наприклад, на всіх відомих даних про тектонічну активність в цій місцевості. На даний момент, однак, всі відомі методи не настільки ефективні, щоб передбачити землетруси і запобігти його руйнівні наслідки з точністю до дня або навіть місяця. Автори нової роботи представили спосіб передбачення землетрусів, заснований на використанні методів машинного навчання.

Дослідники імітували тектонічну активність за допомогою сейсмічної випробувальної установки в Лос-Аламоській національній лабораторії, яка стикала два великих щільних сталевих блоки. Також автори застосували машинне навчання на основі методу random forest для визначення факторів, що передують появі землетрусу. Використаний метод машинного навчання був заснований на безлічі дерев рішень, кожне з яких прогнозувало час до найближчого коливання.

Вчені з'ясували, що найбільш ефективним фактором передбачення лабораторного землетрусу були низькочастотні звуки, що видаються блоками до самого зіткнення, раніше приймалися за звичайний шум (коефіцієнт детермінації - 0,89). Такий шум видає скидовий бруд, багатий глиною м'яка порода, під час розлому при русі земних мас. За допомогою цих звуків вченим вдалося не тільки передбачити час початку «землетрусу», але і визначити його потужність.

Автори роботи відзначають, що, незважаючи на те, що їм вдалося точно визначити найважливіший фактор появи землетрусу, до отриманих результатів слід ставитися з обережністю: лабораторні та справжні землетруси мають кілька важливих відмінностей, в тому числі - колосальну різницю в розмірах об'єктів.

Нещодавно ми писали про те, як геологи склали карту потонулих тектонічних плит - про це ви можете прочитати тут. Також, у цій замітці ви можете прочитати про те, як поява руйнівних землетрусів пов'язана з місячними фазами.