Новая автоматизированная система позволяет обнаруживать неуловимые вулканические вибрации

Новая автоматизированная система мониторинга и классификации устойчивых вибраций на активных вулканах позволяет исключить часы ручной работы, необходимые для их документирования. Систему на основе машинного обучения разработал аспирант-исследователь Даррен Тан из Геофизического института Университета Аляски в Фэрбенксе. Подробности опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research: Solid Earth.

Система документирует вулканический тремор — непрерывный ритмичный сейсмический сигнал, исходящий от вулкана. Он часто указывает на подземное движение магмы или газа и регулярно возникает на активных вулканах. Знание о треморе может помочь в прогнозировании и обнаружении извержений. В отличие от вулканических землетрясений, тремор представляет собой продолжительный грохот, который может длиться от нескольких секунд до года и более. Его в основном идентифицируют на спектрограммах из-за меняющейся интенсивности и частоты.

"Вулканический тремор обычно не обнаруживается и не каталогизируется, потому что в сейсмических данных он, как правило, довольно слабый, — пояснил Даррен Тан. — У него нет резкого начала, как у землетрясения". В настоящее время обнаружение тремора в Обсерватории вулканов Аляски (AVO), с которой также сотрудничает Тан, — ручной процесс. Дежурный сейсмолог ежедневно просматривает спектрограммы с 32 сетей мониторинга вулканов по всей Аляске в поисках слабых признаков тремора.

Для создания обширного набора данных с помеченными сейсмическими и низкочастотными акустическими спектрограммами Тан использовал разнообразие сигналов тремора от извержения вулкана Павлова на полуострове Аляска в 2021-2022 годах. Эти данные, включающие различные классификации (тип тремора, взрывы, землетрясения), затем использовались для обучения компьютерной модели. Обученные модели могут обнаруживать и классифицировать вулканический тремор почти в реальном времени, хотя люди по-прежнему будут участвовать в интерпретации результатов.

"Возможность сосредоточить наше внимание на интересующих временных промежутках — это ключ, — сказал Тан. — Я думаю, это меняет подход к мониторингу длительных извержений, потому что детали могут быть упущены, когда вулкан активен полтора или два года". Этот автоматизированный метод также является важным вкладом в прогнозирование и обнаружение извержений.