Ученые на Камчатке научились слушать, как «нервничают» камни перед землетрясением, и теперь пытаются понять, о чем именно они «говорят». Оказывается, приповерхностные осадочные породы — те самые, что лежат прямо под нашими ногами — издают особые звуки в диапазоне от гула до писка (10 Гц – 10 кГц), когда где-то глубоко в недрах начинает копиться тектоническое напряжение. Эти звуки — акустическая эмиссия — меняют свой характер: импульсы учащаются, становятся громче или тише, будто земля настраивает свою подземную «симфонию» перед главным событием.
Проблема в том, что эта «музыка» очень хаотична. Каждое землетрясение — как уникальный дирижер, и камни каждый раз «играют» по-разному, да ещё и шум дождя, ветра и прочей поверхностной суеты постоянно мешает. Ученые долго ломали голову: как отличить случайный каменный «чих» от настоящего предупреждения о надвигающейся катастрофе?
Решение пришло оттуда же, откуда мы обычно ждем помощи в разборе сложных картинок — от искусственного интеллекта. Исследователи из Института космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН превратили суточные записи акустических сигналов в трехмерные «портреты» распределения звуковых импульсов. Эти красочные 3D-графики, напоминающие абстрактные картины, скормили нейронной сети. Они обучили ее отличать «спокойные» дни от тех, что предшествовали сильным землетрясениям с энергией, достаточной чтобы хорошенько потрясти весь полуостров.
Самый интересный вопрос был: за сколько времени до толчка нужно начинать прислушиваться к этим аномалиям? За час, трое суток или месяц? Оказалось, что лучший «прогнозный горизонт» — от 1 до 20 суток. Именно на таких временных окнах нейросеть показала наивысшую точность — до 96% — в распознавании тревожных сигналов. А вот аномалии за 10 суток до события, как ни странно, оказались самыми скрытными и маскировались под фоновый шум.
Так что, возможно, в будущем вместо гаданий на сейсмографах мы будем слушать «голос» земли через умные алгоритмы. Это как научиться понимать язык, на котором планета осторожно предупреждает: «Эй, приятель, там внизу кое-что назревает. Лучше будь готов». Исследование, конечно, не панацея — землетрясения остаются коварными и непредсказуемыми соседями, — но это большой шаг к тому, чтобы превратить непонятный гул в осмысленное предупреждение и подарить человечеству драгоценное время на подготовку.
Исследование опубликовано в журнале «Геосистемы переходных зон»
