العلماء يستخدمون الذكاء الاصطناعي لمكافحة الزلازل

العلماء يستخدمون الذكاء الاصطناعي لمكافحة الزلازل

قرر فريق من العلماء في جامعة كاليفورنيا بالولايات المتحدة استخدام الذكاء الاصطناعي في التنبؤ بسلوك وحركة الزلازل في باطن الأرض

في

عام 2018، تلقى علماء الزلازل في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا عدة رسائل بريد إلكتروني تسأل عن موجة زلازل صغيرة بالقرب من كاهويلا في جنوب كاليفورنيا. وكانت الرسائل تستفسر وقتها عما يجري تحت الأرض، وكم من الوقت قد تستمر الهزات؟

وبدأ العلماء في النظر في دراسة تدفق البيانات الواردة من الأقمار الصناعية، بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار التي تقيس شدة الزلزال وتشوه قشرة الأرض. ووفقًا لإليزابيث كوكران، عالمة الزلازل الجيولوجية الأمريكية التي تعمل مع مؤسسة كالتيك، جاء التحليل الأولي فارغًا.

وهذا هو الوقت الذي قرر فيه زاكاري روس، عالم الزلازل في كالتيك، المتخصص في تطبيقات الذكاء الاصطناعي، الاستفادة من هذه التطبيقات في جمع بيانات الزلازل، عبر إدخال القياسات في خوارزمية الذكاء الاصطناعي التي كتبها، بهدف مكافحة مفاجآت الهزات الأرضية بالوسائل التكنولوجية.

وأعطى البرنامج الذي استخدمه روس أحد أكثر الأوصاف التفصيلية حتى الآن لما يسمى «أسراب الزلازل» - وهي سلاسل غير متوقعة من الزلازل، غالبًا ما تكون منخفضة الشدة ـ والتنبؤ بها عبر الزمان والمكان.

وقال علماء الزلازل إن التحليل الموصوف في دراسة نشرت هذا الشهر في مجلة ساينس العلمية يمكن أن يساعد العلماء على فهم أفضل لمجموعة معقدة من العمليات الديناميكية تحت الأرض التي تبلغ ذروتها في الزلازل.

والزلازل التي يشعر الناس أكثر من غيرها - بما في ذلك الزلزال الذي بلغت قوته 7.5 درجة ووقع يوم الثلاثاء الماضي قبالة ساحل المكسيك على المحيط الهادئ، وتسبب في هز عاصمة البلاد - تحدث عندما تنزلق صفيحتان تكتونيتان فوق بعضهما البعض. وقالت أنجيلا تشونغ، عالمة مشروع نظام الإنذار المبكر بالزلزال في جامعة كاليفورنيا، في مختبر علم الزلازل في بيركلي: «في الواقع، هذا التفسير هو تبسيط شديد لما يحدث تحت أقدامنا».

وقالت هي وخبراء آخرون إن سلوك مناطق الصدع، حيث تنشأ الزلازل، أكثر تعقيدًا بكثير مما يظهر على السطح، لكن الباحثين لا يزال لديهم القليل من البصيرة في العمليات الجيولوجية التي تؤدي إلى هذا التعقيد.

وعلى عكس الهزات الارتدادية ـ التي تعني الأحداث التي تعقب زلزالًا واحدًا كبيرًا، وتنخفض من حيث تواترها وشدتها مع مرور الوقت - عادة ما يكون عبارة عن نشاط من سرب الهزات غير المنتظم. وغالبًا ما يصف العلماء الأسراب بأنها غامضة ومراوغة. مشيرين إلى أن كل زلزال يكون فريدًا من نوعه.

وتميل الزلازل بوجه عام إلى الحدوث عندما تكون الأرض دافئة، بالقرب من مناطق البراكين، على سبيل المثال.

وقال العلماء إن الإجماع على أن أسراب الزلازل هي نتاج ثانوي للعمليات الجيولوجية الأخرى، بما في ذلك حركة الماء أو الصهارة أو الغازات تحت الأرض والانزلاق الزلزالي، والحركة الزاحفة للخطأ بطيئة للغاية، بحيث لا تسبب الاهتزاز.

وأوضحت الدكتورة تشونغ، التي لم تشارك في أعمال فريق باحثين، استخدام الذكاء الاصطناعي في الكشف عن الزلازل: «ليس من الواضح حقًا سبب حدوث الزلازل بالضبط، ويمكن أن يكون خطوة استخدام الذكاء الاصطناعي في رصد الهزات الأرضية مفيدًا للعلماء لفهم السبب الذي ينتج عنه تسلسل الزلازل».

ونشأ سرب كاهويلا - الذي تم رصد أوصافه في دراسة العلوم الجيولوجية - على طول منطقة متصدعة يبلغ ارتفاعها 330 قدمًا على مسافة 5 أميال تقريبًا تحت سطح الأرض، وعلى بُعد 9 أميال من إحدى مناطق الصدع الرئيسية في كاليفورنيا.

وبدأ السرب في عام 2016 واستمر ما يقرب من أربع سنوات، وانتشر من هذا المكان الأصلي ليمتد على مساحة تقارب 6 أميال مربعة. وقال المؤلفون إن مدته أطول بكثير من الأسراب الأخرى المسجلة بالأدوات الحديثة. وقال الدكتور روس إن الكسر في الصخر المسامي في باطن الأرض سمح لسائل غير معروف - ربما يكون ماءً أو غازًا - بالانتقال لملء الفجوات، حيث يملأ الماء الثقوب في الإسفنج. ويعمل السائل، الذي هاجر على طول منطقة الصدع، كمزلق يجعل من السهل على الألواح المجاورة من الصخور أن تنزلق عبر بعضها البعض. وعندما يفعلون ذلك، تتولد الزلازل، وكلما زاد الانزلاق، كان حجم الزلزال أكبر.

وقام نظام الذكاء الاصطناعي الخاص بالدكتور روس بفحص تسجيلات الزلازل، وتسجيل الوقت الذي حدثت فيه الاهتزازات وتحديد مواقعها بدقة. واكتشف البرنامج أكثر من 22000 زلزال تتراوح قوته من 0.7 إلى 4.4. كانت معظمها صغيرة ولا يمكن الشعور بها، على حد سواء بالنسبة للبشر العاديين، وحتى باستخدام أساليب التحليل الأقل تعقيدًا، وفقًا للمؤلفين.

وقال الدكتور روس: «هذه الزلازل الصغيرة تحدث طوال الوقت، مما يعني أنها تسد الفجوات بين أكبر الزلازل». وأضاف: «إنها تربط النقاط وتجعلنا نفهم بشكل أفضل».

وهذا مهم لأن علماء الزلازل لا يفهمون تمامًا الوصفة الجيولوجية للأحداث التي تؤدي إلى الزلازل الكبيرة.

وقالت أليشيا هوتوفيك إليس، عالمة الزلازل في مرصد كاليفورنيا، إن بركان كاليفورنيا، الذي تسبب في أسراب الزلازل البركانية لكنه لم يتم دراسته في الدراسة الجديدة، وأضافت: «في كل مرة يحدث زلزال بقوة، يبدو الأمر مفاجأة لنا».

واستطردت: «قد تكون القدرة على حل بعض هذه التباينات في هيكل الخطأ والأماكن، التي يُسمح فيها بحدوث الانزلاق مفيدة حقًا في محاولة توقع ما قد يبدو عليه الزلزال في المستقبل».

واختتم العلماء موضحين أن استخدام الذكاء الاصطناعي في علم الزلازل لا يزال جديدًا، لكن الاهتمام يتزايد. ويخطط الباحثون لدراسة أسراب أخرى تم تسجيلها سابقًا لفهم مدة استمرارها وما هي الأحداث الجيولوجية التي تسببت فيها.

كولومبيا تمدد الإغلاق الصحي لأسبوعين إضافيين

ترامب يؤكد عودة فتح المدارس ببلاده في فصل الخريف

تعرف على طقس اليوم

المكسيك ... 6 ألاف إصابة جديدة بكورونا و895 وفاة

وزير العدل : نظام التوثيق سيعزز الأمن العقاري

المزيد

وزارة الصحة تحدد فترة العزل المنزلي لمصابي كورونا

​​​​​​​المرور: استئناف ضبط المخالفات آلياً غرة شهر ذي الحجة

بعد قليل .. تفاصيل تزوير تواريخ صلاحية المكسرات والبهارات

الصحة العالمية: أدلة مبدئية على انتقال كورونا عبر الهواء

صنعة الإعلام والرأي العام

المزيد