人工智能可以被用来预测地震吗?

基于人工智能的地震预测系统,在提供更正确的预测结果上给人们带来了希望 (社交网站)

荷兰地质学家弗兰克·霍格皮茨发布了许多的推文,并在其中预测了最近发生的地震,他还通过他在YouTube上的频道对更多的预测进行了解释。在地震发生后,他又在该频道上证实了他的预测。

当然,霍格皮茨引起了世界范围内的轰动,因为专家们一致认为,难以在地震发生前作出正确预测。另一方面,许多研究人员认为,可以创造出某种与“人工智能”相关的东西,并通过它来提前预知会发生的事情,那么,可以使用人工智能来预测地震吗?

地震情况播报 (半岛电视台)

地震预测

地震预测是地震学的一个分支,其目标是将未来地震的时间、位置和震级划定在明确的范围之内,而不是对发生地震的一般风险所进行的概率估计。

20世纪70年代的科学家们乐观地认为,很快就会找到一种实用的地震预测方法,而为数不多的成功主张引发了争议。

的确,有很多种预测地震的方法,例如观察动物的异常行为、测量地下水位变化、油井油压、地温变化、氡气从裂缝中的泄漏、冲击分析或地震间隙,以及基于历史数据来利用概率模型预测地震。

尽管如此,这些方法却并不可靠,也无法准确判定地震发生的日期、位置和强度,因此,许多研究人员将人工智能视为未来全球地震预测的关键所在。

算法能够发现预测发生地震的可能性的模式 (盖帝图像)

人工智能如何预测地震?

人工智能技术可以找到数据中隐藏的模式,以帮助预测地震。人工智能算法可用于分析数据、识别模式、监测地球表面的细微变化,以及分析可能表明即将发生地震的其他数据来源。

基于人工智能的模型还可以利用地震活动、电磁干扰、地下水变化等特征,来预测地震发生的时间、地点和震级。

基于人工智能的模型还可以使用小型地震及其二次刺激效应,来跟踪控制地震核心的微应变场的演变。

一组地球物理学家已将机器学习算法应用于太平洋西北地区的地震预测 (社交网站)

机器学习与改进地震预测?

机器学习是人工智能的一个分支,它允许计算机从数据中学习。机器学习算法可以在大量数据中找到人类可能难以检测或解释的隐藏模式或关联。

例如,一组地球物理学家已将机器学习算法应用于太平洋西北地区的地震预测,并预期在实验室预测中取得成功。根据“Quanta Magazine”发表的一篇报道,该算法能够发现预测发生地震的可能性的模式。该团队希望使用该算法来预测真实的地震,以帮助减少其造成的破坏。

此外,2021年8月发表在《自然》杂志上的一项研究,讨论了机器学习能够如何通过分析地震数据来帮助改进地震预测。

这项研究为未来的研究提出了一些潜在的方向,例如开发将机器学习与基于物理学的方法相结合的混合模型,以及探索地震变量之间的因果关系。这项研究总结称,机器学习在增强地震预测方面具有巨大的潜力,但是也需要仔细的评估和解释。

使用深度学习以监测地震的系统,可能会准确监测到小型地震和普通地震 (社交网站)

利用深度机器学习以监测数千场隐藏的地震

人工智能使用地震数据来分析它们的强度与模式,从而可以帮助预测地震及其余震的发生。例如,斯坦福大学的科学家们开发了一个系统,利用深度机器学习来监测数千场隐藏的地震——这种技术主要是利用地震波来监测小型的地震。

总而言之,这项新的技术是地震研究领域内令人兴奋的进展,它让科学家们能够深入了解地震随着时间而发生的演变,而这可能有助于他们更好地预测未来的地震及其潜在的影响。

根据研究结果,使用深度学习监测地震的系统,可能会准确地监测到小型地震和普通地震,但却可能无法监测到大型地震和罕见地震,此外,还可能会受到城市噪音的影响——后者会掩盖地震信号。

使用机器学习进行地震预测的准确性,将取决于多重因素,例如数据的质量和数量,以及算法的类型和复杂性。不同的研究报告了不同的预测准确度,在某些情况下,其准确度可达80%至98%。然而,地震预测仍然存在很多的不确定性和可变性。

而深度神经网络则可以从数据中学习复杂的假设,这有助于过滤掉可能掩盖地震信号的城市噪音,并发现隐藏的地震,从而加快和提高地震监测和分析的准确性。

近来,在世界上部分国家发生了一系列影响巨大的地震之后,人们对可以预测地震发生的科学更为重视,而相关的争论也越来越多,但毫无疑问的是,发展基于人工智能技术的地震预测系统,将有助于预测灾难并能在这个有前途的新领域内取得领先地位。

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