Международная группа учёных под руководством доктора Франсуа Бодюселя из Парижского института физики Земли (IPGP) и доктора Филиппа Жуссе из Центра геонаук Гельмгольца в Потсдаме представила революционный ИИ-метод предсказания вулканических извержений. Система под названием Jerk анализирует едва уловимые горизонтальные движения земной поверхности, вызванные продвижением магмы через подземные разломы, и автоматически генерирует предупреждения при превышении пороговых значений. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Метод прошёл беспрецедентную проверку в реальных условиях: на протяжении более 10 лет система работала в автоматическом и полностью автономном режиме на вулкане Питон-де-ла-Фурнез на острове Реюньон. За период с 2014 по 2023 год Jerk успешно предсказал 22 из 24 извержений — точность составила 92%. Время предупреждения варьировалось от нескольких минут до 8,5 часов до начала извержения, что даёт достаточно времени для эвакуации населения из опасных зон.
«Главная оригинальность этой работы заключается в том, что метод Jerk был протестирован в реальном времени в автоматическом и полностью автономном режиме», — отметил доктор Филипп Жуссе. По его словам, «инструмент зарекомендовал себя как идеальный детектор магматических интрузий». Примечательно, что для работы системы достаточно всего одного широкополосного сейсмометра, расположенного в 8 километрах от вершины вулкана — это делает технологию доступной даже для регионов с ограниченной инфраструктурой мониторинга.
Система измеряет микроскопические колебания земной поверхности в нанометрах в секунду в кубе (нм/с³), обрабатывает данные с учётом земных приливов и автоматически запускает оповещения при обнаружении характерных сигналов. Уровень ложных срабатываний составил всего 14%, причём даже эти «ложные» тревоги соответствовали реальным магматическим интрузиям — случаям, когда магма поднималась, но извержения не происходило. Дополнительная валидация на исторических данных 24 извержений за период 1998–2010 годов подтвердила надёжность метода.
Параллельно с методом Jerk развивается и другое направление — трансферное машинное обучение для вулканологии. Исследователи из Кентерберийского университета проанализировали сейсмические данные 41 извержения на 24 вулканах по всему миру за 73 года и обнаружили, что сейсмические предвестники извержений следуют повторяющимся закономерностям. Это позволяет переносить знания с хорошо изученных вулканов на плохо изученные, что критически важно для 29 миллионов человек, живущих в радиусе 10 километров от активных вулканов.
Оба направления исследований демонстрируют, как искусственный интеллект трансформирует вулканологию из реактивной науки в проактивную. Система Jerk уже интегрирована в платформу мониторинга WebObs и работает на реальных вулканических обсерваториях. В ближайших планах — масштабирование технологии на другие активные вулканы мира, включая систему MOUNTS, которая отслеживает 18 вулканов с помощью спутниковых данных. Сочетание наземного ИИ-мониторинга с космическими наблюдениями может значительно сократить число жертв вулканических катастроф, от которых в XXI веке уже пострадали сотни тысяч людей.
