Почему наука все еще не может предсказывать землетрясения: уроки Венесуэлы

Суровая правда в том, что землетрясения по-прежнему происходят без предупреждения, пишет Равиндра Джаяратне, преподаватель кафедры береговой инженерии в Университете Восточного Лондона, в статье для The Conversation. Весь достигнутый прогресс в области искусственного интеллекта, спутникового мониторинга и плотных сейсмических сетей не смог это изменить.

Улучшение есть в том, что заметить уже начавшиеся толчки удается быстрее и точнее. Но предсказать день и час будущего землетрясения остается неразрешимой задачей.

Столкнувшись с этим фактом, сейсмологи изменили главную цель своих исследований, объясняет она. Теперь они не гонятся за точным прогнозом, а ищут то, что уже сегодня может спасти жизни: более точная ранняя оценка рисков, обнаружение подземных толчков и создание системы оповещения.

Простым людям в зоне катастрофы это дает выигрыш в несколько секунд, чтобы начать действовать до начала сильной тряски. При землетрясении несколько секунд — это, например, возможность укрыться под столом от дождя осколков стекла или остановить поезд.

Задача такой системы — засечь первые, самые быстрые, но неопасные сейсмические волны, возникающие в момент начала движения на разломе тектонических плит. Электронный сигнал распространяется по сетям связи быстрее, чем сейсмические волны, поэтому предупреждение успевает прозвучать до начала главных толчков. Практика прошлых землетрясений в таких странах, как Япония, Мексика, Тайвань и США, показала, что 5–20 секунд форы заметно снижают количество травмированных людей и потери от ущерба инфраструктуре.

У таких систем есть физические и технологические ограничения. В самой близкой к эпицентру зоне предупреждение всегда запаздывает.

Другая сложность в том, что крупное землетрясение развивается по сложному сценарию. Разрывы в земной коре развиваются по ломаной линии, порой переходя на соседние сегменты разломов или провоцируя каскадные смещения пластов. Когда система оповещения пытается проанализировать его параметры, событие продолжает развиваться и набирать силу: это мешает предугадать масштаб происшествия и снижает точность предупреждений.

Системы глубокого обучения показали способность распознавать сейсмические сигналы быстрее традиционных методов. Это позволяет спасательным службам точнее предсказывать карту землетрясения и его сценарий. Однако ИИ не помог выиграть дополнительное время, а эффективность его оценок по-прежнему зависит прежде всего от качества сейсмических данных — а значит, от наличия плотной сети сейсмических датчиков.

Использование мобильных гаджетов в качестве сейсмических датчиков оказалось очень перспективным направлением, пишет Джаяранте. Такие приложения, как Earthquake Network и MyShake — это распределенные системы раннего оповещения о землетрясениях. Это позволяет собрать ранее неслыханный объем данных, а затем то же приложение рассылает пользователям сигнал тревоги.

Фактически, только гаджеты на базе Android делают раннее оповещение и детекцию доступными 2,5 миллиардам человек в 98 странах. Роль смартфонов особенно велика в бедных странах, которые не имеют дорогостоящую сейсмическую инфраструктуру традиционного типа.

По данным исследований, часто оказывается недостаточно внедрить технологию. Нужно, чтобы люди о ней знали, доверяли ей и понимали, как действовать. Сигнал оказывается бесполезен, если люди не знают, где в их доме самое безопасное место, не подготовили тревожный чемоданчик и не участвовали в учебных сейсмотренировках.

Это объясняет сильный ущерб от последней катастрофы в Венесуэле. Страна пока не имеет столь же мощной системы раннего оповещения о землетрясениях, как в Японии или Мексике. Лишь некоторые жители получили предупреждения за несколько секунд или даже минут до начала сильной тряски благодаря оповещению через Android.

То, что случилось не одно, а два крупных землетрясения подряд, сбило систему с толку, вызвав путаницу в сигналах как в мобильных приложениях, так и в национальной системе мониторинга.

Предотвратить землетрясение цивилизация не в силах, а вот научиться правильно к ним готовиться — вполне. Для этого страны, входящие в группу риска, должны выполнить ряд действий: инвестировать в плотные сети мониторинга, защищать свои системы связи, просвещать население и выращивать социальное доверие к технологии, заключает ученый.