Erdbeben sind notorisch schwer vorherzusagen. Selbst schwere Beben ereignen sich oft ohne Vorwarnung. Mittlerweile gibt es viele Hunderttausende kleinerer Erdbeben, die der Mensch selten spürt, die aber gelegentlich auf Seismographen registriert werden.
Jetzt haben Forscher der Harvard University und des Massachusetts Institute of Technology ein neuronales Netzwerk mit künstlicher Intelligenz (K.I.) entwickelt, um Erdbeben aller Größenordnungen besser erkennen zu können. In eine aktuelle Studie Das in der Fachzeitschrift „Science Advances“ veröffentlichte KI-System erwies sich als genauer als aktuelle Methoden und könnte dazu beitragen, Seismologen dem schwer fassbaren Ziel der Erdbebenvorhersage näher zu bringen.
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Der Schwerpunkt des Papiers liegt auf Erdbeben in Oklahoma, einem zuvor seismisch inaktiven Staat, der im letzten Jahrzehnt unter anderem aufgrund von Erdbeben immer aktiver geworden ist die Abwasserentsorgungspraktiken der Fracking-Industrie. Da sich die Einwohner von Oklahoma nie wirklich Sorgen um Erdbeben machen mussten, ist der Staat kaum in der Lage, sie zu erkennen und zu lokalisieren.
„Eine Möglichkeit, Erdbeben zu lokalisieren, ist normalerweise die Verwendung mehrerer Stationen und Triangulation, genau wie GPS.“ Thibaut Perol, eine K.I. Forscher an der Harvard University und einer der Autoren der Studie, sagte gegenüber Digital Trends. „Aber in dieser Region von Oklahoma, die erst seit kurzer Zeit seismisch aktiv ist, gibt es nicht viele seismische Stationen, die eine Triangulation ermöglichen würden. Was wir getan haben, ist, es jemandem zu ermöglichen, ein Erdbeben anhand nur einer einzigen Station zu lokalisieren.“
Der von Perol und seinem Team angewandte Trick bestand darin, die Empfindlichkeit der spärlichen Seismographen Oklahomas mithilfe eines Faltungs-Neuronalen Netzwerks zu erhöhen um den Lärm zu filtern, der mit dem Geschehen auf der Erde verbunden ist – von menschlichen Aktivitäten wie dem Verkehr bis hin zu den durch Wind und Wind erzeugten Vibrationen Wellen. Dazu fütterten sie die K.I. Daten zu Regionen, die seismisch inaktiv sind, ermöglichen es dem System, Umgebungsgeräusche zu identifizieren, die nicht auf Erschütterungen zurückzuführen sind. Durch die Erkennung dieser Umgebungsgeräusche kann das System die wichtigen Ereignisse – beispielsweise Erdbeben – besser erkennen.
Perol verglich dies mit Spracherkennungssoftware, etwa der Fähigkeit von Siri, einen Befehl inmitten von Hintergrundgeräuschen zu erkennen.
„Was wir getan haben, ist, es jemandem zu ermöglichen, ein Erdbeben anhand nur einer einzigen Station zu lokalisieren“, sagte er. „Wir haben die KI darauf trainiert, Erdbeben jeglicher Stärke in Echtzeit zu erkennen.“
Die Forscher hoffen, diese Technologie in Oklahoma breiter einsetzen zu können, um Seismologen dabei zu helfen, Beben zu erkennen und ihre Ursache zu bestimmen. Und durch ein besseres Verständnis von Erdbeben, einschließlich ihres genauen Ortes und ihrer Ursache, hoffen sie, eines Tages ein System entwickeln zu können, das ein Erdbeben lange vorher vorhersagen kann, bevor es passiert.
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