外媒报道,8月5日晚,印尼龙目岛东北部发生里氏7级强震,之后余震100余次。
遗憾的是,目前并没有一个可靠的方法,来精准地预测地震的发生。
AI 或是精准预测地震的“救世主”
事实上,在20世纪90年代,就有人尝试着用机器学习来预测地震,但收效甚微。不过有些人不想对难题低头,位于美国的洛斯·阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory,曼哈顿计划的主导者),这里集结了地球上最优秀的物理学家、地理学家以及——程序员。他们坚信,AI 极有可能是破解这个难题的“救世主”。
他们给机器输入原始数据,这些数据都来源于实验室模拟地震发生之前,之中、和之后持续进行的大量测量。 然后,他们通过算法筛选数据,查找当人造地震发生时发出信号的可靠模式。
真实而准确的地震预测,将是接下来 AI 的研究方向。
让AI听懂地震的“闲言细语”
首先,在实验室模拟断层。通过抽动中间地层的方式,在实验室中模拟地震,并在层间放置岩石混合物来模拟真实断层。这种实验地震系统已经被地理学家熟知,在地震到来时,地层间的混合物会开始掉落并伴有特殊声响,同时地层也会周期性地滑动。
在这个过程中,研究组发现了一个问题:这些“地层运动”所发出的声音,能否用于预测下一次地层运动发生的时间?之前从未有人在该信息中,发现可用于预测工作的特定模式和规律。所以这次,研究人员将采集到的声波信息送入机器学习算法当中,期望从中发现一些被地理学家忽略的东西。
事实表明,实验结果印证了他们的想法。研究人员将滑动窗内采集到声波送入算法,并要求其给出地震发生的可能性预测。算法的准确度令人吃惊,“结果显示,我们只是让 AI 去“听”模拟地震发生时的声音信号,它就能精确地预测出距离地震发生前的剩余时间。”研究人员报告说。
随之而来的问题是:机器为何能做到这一点?研究人员先假设这是由于地震先兆要比我们想象的弱,在现实世界中很难被准确记录。机器似乎成功捕捉到之前被地理学家当作噪声忽略的信息。“我们使用机器学习进行的分析,为相关研究提供了新思路”,研究人员称。
离真实预测地震,AI 还有多长的路要走?
既然在实验室可行,那么,该方法可以准确预测实际地震的发生么?
面对这个问题,研究人员显得很谨慎。他们指出,实验环境与真实地震还有很多不同的地方。真实地震中的压力,要比实验中大上好几个数量级,同时岩石温度不同也会造成声波差异。
研究人员下一步的目标是:尽可能接近实验环境的条件下进行地震预测。例如选在帕克菲尔德这种地震多发地带。“该区域地层物质所发出的声音可能跟实验环境很像”。
对该方法的最终检测,自然是看其在真实环境下能否准确预测地震发生。这项工作相当繁杂,需要未来多年的观测研究。
总之随着这项新技术的应用,该研究组已经在传统学界掀起了不小的风浪。如他们所说:“地震科学的变革已经开始,而这一切将由AI来推动。”
或许未来拯救地球的人,就是屏幕前看这篇推送的工程师,对,说的就是你。