Нейросеть научили «слушать» Землю для прогноза землетрясений
Эффективный алгоритм для прогноза землетрясений предложили ученые Дальневосточного федерального университета при участии партнеров из КНР.
Созданная компьютерная программа позволит точнее «видеть» строение земной коры и при этом не требует огромных вычислительных ресурсов, сообщили в пресс-службе вуза.
По словам ученых ДВФУ, один из способов выявления предвестников землетрясения основан на прослушивании звука земных недр: повышенная тектоническая активность сопровождается характерными звуками — геоакустической эмиссией. Это явление возникает из‑за того, что породы под землей накапливают колоссальные тектонические напряжения.
«Обычно различные интенсивные техногенные шумы и вибрации мешают сейсмологическим наблюдениям. Мы же предлагаем использовать техногенный источник для создания дополнительной сейсмической "подсветки" участка земной коры и выявления его структуры. Изменение структуры геосреды может свидетельствовать об активизации сейсмических процессов. Этот факт можно использовать как один из предвестников землетрясения», — отметил один из авторов новой программы, доцент Департамента электроники, телекоммуникации и приборостроения Политехнического института ДВФУ Сергей Шевкун.
Ученые университета разработали программу для обработки результатов наблюдений, которая использует новый нейросетевой метод Physics‑Informed Neural Networks, а также новую архитектуру нейронных сетей Kolmogorov‑Arnold Networks.
«Обычно для повышения точности требуется увеличить количество наблюдений. Новый метод позволяет обойти это ограничение и дополнить данные наблюдений известными сведениями о физических закономерностях, происходящих в земной коре процессов», — объяснил Сергей Шевкун.
Использование нового подхода снижает вычислительные затраты на обработку акустических сигналов и при этом позволяет улучшить разрешение, то есть охватить большие объемы и создавать более точные 2D‑ и 3D‑карты геологического строения.
«На данном этапе исследование носит теоретический характер: проведены численные эксперименты, получены обнадеживающие результаты. В перспективе наши идеи могут иметь значительную сферу применения: например, сейсморазведка, которая применяется для поиска месторождений нефти, газа, угля и рудных ископаемых, оценки прочности грунтов перед возведением крупных объектов», — заключил ученый.
Исследование выполнено при поддержке Министерства науки и высшего образования. Результатыпредставленынаконференции Solar‑Terrestrial Relations and Physics of Earthquake Precursors.
Научные открытия возможны благодаря постоянно развивающейся инфраструктуре кампуса ДВФУ. В 2024 году по отдельному поручению президента России Владимира Путина Дальневосточный федеральный университет вошел в программу строительства кампусов мирового уровня в рамках национального проекта «Молодежь и дети». Вторая очередь кампуса ДВФУ будет включать новый комплекс общежитий на 4000 человек. По поручению президента в стране создается целая сеть современных кампусов. К 2030 году появится созвездие из 25 новых кампусов университетов. Работу по этому направлению ведут Правительство Российской Федерации и Минобрнауки России.
Источник: портал «Десятилетие науки и технологий»