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      人工智能可以改善地震余震襲擊的預(yù)測(cè)
      
			
      
				2018-12-14 14:53:24
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      一種新的人工智能正在將其大腦轉(zhuǎn)向繪制地震余震。
      

      科學(xué)家訓(xùn)練了一個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)研究超過(guò)130,000個(gè)主要地震與余震之間的空間關(guān)系。在測(cè)試中，人工智能在預(yù)測(cè)余震的位置方面比許多地震學(xué)家使用的傳統(tǒng)方法要好得多，該團(tuán)隊(duì)在8月30日的大自然中報(bào)道。
      

      人工智能可以改善地震余震襲擊的預(yù)測(cè)
      

      雖然不可能預(yù)測(cè)地震發(fā)生的地點(diǎn)和時(shí)間，但地震學(xué)家確實(shí)知道一些關(guān)于余震的事情。“長(zhǎng)期以來(lái)，我們已經(jīng)知道它們將在空間上聚集并隨著時(shí)間的推移而衰減，”加州帕薩迪納的美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的地球物理學(xué)家蘇珊霍夫說(shuō)，他不是這項(xiàng)新研究的作者。
      

      然后，在1992年，一系列的地震引發(fā)了一陣興趣，試圖根據(jù)主震如何在其他斷層上轉(zhuǎn)移壓力來(lái)確定可能發(fā)生的余震。首先，7.3級(jí)地震震動(dòng)了南加州的蘭德斯鎮(zhèn)和附近的其他沙漠社區(qū)。三個(gè)小時(shí)之后，一場(chǎng)6.5級(jí)的余震襲擊了大約35公里外的人口稠密的大熊區(qū)。第二天，在距離內(nèi)華達(dá)州近300公里的尤卡山附近發(fā)生了5.7次余震。
      

      “1992年以后，人們希望更詳細(xì)地了解[余震]模式，”霍夫說(shuō)。研究人員開始嘗試使用不同的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)提煉復(fù)雜的壓力變化模式。最常用的標(biāo)準(zhǔn)“庫(kù)侖破裂應(yīng)力變化”取決于故障方向。
      

      但是地下的斷層方向可以像三維瘋狂的被子一樣復(fù)雜，并且應(yīng)力可以同時(shí)從許多不同的方向推動(dòng)斷層。想象一本書坐在桌子上：剪切壓力將書推向側(cè)面，并可能導(dǎo)致它向左或向右滑動(dòng)。正常的壓力向下推到書上，垂直于桌子，這樣它就不會(huì)讓步了。Hough說(shuō)，這樣一個(gè)棘手的計(jì)算問(wèn)題可能是為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)量身定做的。
      

      哈佛大學(xué)的地震科學(xué)家Phoebe DeVries及其同事，包括來(lái)自馬薩諸塞州劍橋的一支來(lái)自Google AI的團(tuán)隊(duì)，將超過(guò)130,000次主震 - 余震對(duì)的數(shù)據(jù)輸入AI。這些數(shù)據(jù)不僅包括位置和大小，還包括對(duì)地震斷層應(yīng)力變化的不同測(cè)量。人工智能從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，以確定在給定地點(diǎn)發(fā)生余震的可能性，然后團(tuán)隊(duì)使用來(lái)自另外30,000次主震 - 余震對(duì)的數(shù)據(jù)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)際精確定位余震位置的程度。
      

      研究人員發(fā)現(xiàn)，人工智能系統(tǒng)始終比庫(kù)侖失效準(zhǔn)則更好地預(yù)測(cè)余震位置。這是因?yàn)槿斯ぶ悄艿慕Y(jié)果與其他壓力變化指標(biāo)密切相關(guān)，例如斷層上剪切應(yīng)力的最大變化量，科學(xué)家說(shuō)。
      

      “這是一項(xiàng)很酷的研究，可能為未來(lái)改善預(yù)測(cè)工作鋪平道路，”霍夫說(shuō)。但該研究只關(guān)注靜態(tài)應(yīng)力，這是由于地震引起的應(yīng)力的永久性變化。她說(shuō)，余震也可能是由一種稱為動(dòng)態(tài)應(yīng)力的短暫壓力源引發(fā)的，這種壓力是由地震引起的地震引起的。
      

      另一個(gè)問(wèn)題是，使用這種人工智能的預(yù)測(cè)系統(tǒng)是否可以在地震后迅速采取行動(dòng)，因?yàn)槠溆嗾痤A(yù)測(cè)會(huì)有所幫助。新研究中的預(yù)測(cè)得益于大量關(guān)于哪些故障滑落以及損失多少的信息。在大地震發(fā)生后不久，至少有一天這樣的數(shù)據(jù)將無(wú)法獲得。
      

      使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究余震問(wèn)題“是一種非常好的，有效的方法，”加州理工學(xué)院的地震學(xué)家Lucy Jones和位于洛杉磯的Lucy Jones博士科學(xué)與社會(huì)中心的創(chuàng)始人說(shuō)。
      

      但她同意Hough的意見(jiàn)，為了幫助進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理，系統(tǒng)需要能夠更迅速地做出響應(yīng)。經(jīng)驗(yàn)法則是“第一天你有多少次余震，第二天你會(huì)得到一半，等等，”沒(méi)有參與這項(xiàng)新研究的瓊斯說(shuō)。“地震發(fā)生一周后，大部分余震已經(jīng)發(fā)生。”
      
			

			
        
      
			
      
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