2020. 03. 15. - 08:00
Földrengés: rejtett rezgéseket is észrevesz a mesterséges intelligencia
A földrengések felfoghatatlan károkat okoznak szerte a világban. A technika napjainkban segíthet a tudósoknak a geológiai struktúrák pontosabb feltérképezésében.
Az elmúlt évszázadban a kutatók több módszert is kifejlesztettek a földkéregben levő struktúrák feltérképezésére – azzal a céllal, hogy azonosítsák az erőforrásokat, például az olajkészleteket, a geotermikus forrásokat és az utóbbi időben a tározókat, ahol potenciálisan elkülöníthető a szén-dioxid.
Tették mindezt a földrengések által természetesen is előidézett, avagy műszaki módszerrel, robbanóanyagokkal vagy víz alatti légpisztollyal keltett szeizmikus hullámok követésével. Az, ahogyan ezek a hullámok visszatükröződnek és szétszóródnak a Földön, képet adhat a tudósoknak arról, milyen típusú szerkezetek bújnak meg a felszín alatt.
Jóval pontosabban fel lehet térképezni a föld szerkezetét a gépi tanulás segítségével
A szeizmikus hullámoknak egy elég szűk tartománya - azok, amelyek alacsony frekvencián, körülbelül 1 Hz-nél fordulnak elő – nyújthatja a kutatóknak a legtisztább képet a nagy távolságot átfogó földalatti szerkezetekről.
Ezeket a hullámokat ugyanakkor gyakran elfojtják a Föld zajos, szeizmikus morajai, s nehéz felvenni őket a jelenlegi detektorokkal.
Az alacsony frekvenciájú hullámok generálása hatalmas mennyiségű energiát igényel. Ez az oka annak, hogy az alacsony frekvenciájú szeizmikus hullámok a legtöbb esetben hiányoznak az ember által előállított szeizmikus adatokból.
Most a Massachusetts-i Technológiai Intézet (Massachusetts Institute of Technology - MIT) kutatói gépi tanulási megoldást találtak ki, hogy ezt a hiányt orvosolják.
A Geophysics folyóiratban megjelent cikkben olyan módszerről írnak, melynek során egy neurális hálózatot tanítottak több száz, különféle szimulált földrengés segítségével. Amikor a betanított hálózatot csupán az új, szimulált földrengés által előidézett magas frekvenciájú szeizmikus hullámokkal ismertették meg, a neurális hálózat képes volt utánozni a hullámterjedés fizikáját.
Pontosan megbecsülte a földrengés hiányzó, alacsony frekvenciájú hullámait is.
Az új módszer lehetővé tenné a szakemberek számára, hogy mesterségesen szintetizálják a szeizmikus adatokba rejtett alacsony frekvenciájú hullámokat, melyek felhasználhatók a Föld belső struktúrájának pontosabb feltérképezésére.
Mint azt Laurent Demanet, a MIT matematika-professzora elmondta, legnagyobb álmuk, hogy a tudósok képesek legyenek a teljes felszín feltérképezésére. „Megmutattuk, hogy a gépi tanulás megoldást kínál a hiányzó frekvenciák előrevetítésére”.
Demanet társszerzője egyébként a vezető szerző, Hongyu Sun, a MIT Föld-, légkör- és bolygótudományi tanszékének végzős hallgatója.
László Adrienn
