CentralAsia (CA) — Ученые используют искусственный интеллект, чтобы понять причины эскалации беспорядков в итальянском регионе Кампи Флегрей, вулканической зоне, где проживают сотни тысяч человек.
- На главной фотографии изображены землетрясения, произошедшие в регионе Поццуоли — Кампи Флегрей, примерно в 7 милях к западу от центра Неаполя с 2022 по 2025 год, наложенные на спутниковые снимки Google Earth.
Подобно настройке объектива камеры, делающей размытое изображение четким, новый подход позволяет исследователям выявлять землетрясения, которые предыдущие инструменты не могли обнаружить среди обширных массивов данных сейсмического мониторинга.
Исследование, являющееся совместным проектом Стэнфордского университета, Национального института геофизики и вулканологии Италии (INGV) – Osservatorio Vesuviano и Неаполитанского университета имени Фридриха II, выявило в четыре раза больше землетрясений, чем регистрировали предыдущие инструменты, и выявило ранее неизвестные разломы.
Знание местоположения и длины разлома – пространства между двумя кусками горной породы, которые движутся и вызывают землетрясения – может помочь исследователям определить диапазон магнитуд будущих землетрясений. Эта информация критически важна для информирования жителей и городских планировщиков о потенциальных рисках и вариантах смягчения последствий.
В исследовании, опубликованном в журнале Science 4 сентября, используется модель искусственного интеллекта, созданная в Стэнфорде, для предоставления точной информации о местоположении и магнитуде землетрясения практически в режиме реального времени. По словам исследователей, многообещающие результаты, полученные в Кампи Флегрей, позволяют предположить, что систему можно адаптировать для улучшения понимания ситуации в других регионах, где используются системы сейсмического мониторинга, например, на Санторини (Греция), где в начале года произошла продолжительная серия землетрясений. Быстрое определение источника землетрясения во время внезапной интенсивной сейсмической активности критически важно для эффективного реагирования на чрезвычайные ситуации.
«Сейсмичность может измениться в любой момент, и это, пожалуй, самое важное в этом исследовании: возможность получить чёткую картину теперь доступна», — сказал соавтор исследования Грег Бероза, профессор геофизики в Школе устойчивого развития Стэнфордского университета имени Доерра. «INGV теперь использует этот инструмент самостоятельно по мере необходимости, поэтому он должен быть полезен для научной и, в конечном счёте, общественной реакции, если что-то изменится».
Флегрейские поля — действующий вулкан, расположенный в густонаселённом районе Неаполя. Этот вулканический регион, где проживает более 500 000 человек, переживал периоды волнений, начиная с конца 1950-х годов. Последний период волнений начался в 2005 году, когда в 2018 году наблюдалось значительное усиление сейсмической активности, включая пять землетрясений магнитудой выше 4 баллов за первые восемь месяцев 2025 года. Новое исследование расширяет данные о сейсмической активности, зарегистрированной станциями мониторинга с 2022 по 2025 год, с примерно 12 000 до более чем 54 000 землетрясений. Данные выявили два разлома, сходящиеся под городом Поццуоли к западу от Неаполя. За городом ведется постоянное наблюдение с начала 1980-х годов, когда из-за волнений земля поднялась более чем на 6 футов, а более 16 000 землетрясений потребовали эвакуации 40 000 жителей.
«Эти протяжённые разломы указывают на то, что землетрясение магнитудой 5 баллов не исключено. Мы давно знали, что это опасное место, ещё с 80-х годов, когда часть города была эвакуирована, и теперь мы впервые видим геологические структуры, которые за это отвечают», — сказал соавтор исследования Билл Эллсворт, соруководитель Стэнфордского центра по изучению индуцированной и триггерной сейсмичности.
Ставки высоки для понимания сложной природной системы Кампи Флегрей, которая за последние 40 тыс. лет стала причиной двух крупнейших извержений в Европе. Однако из-за потенциальной опасности для людей и повреждения зданий и инфраструктуры «одной из самых больших проблем в краткосрочной перспективе для Флегрейских полей является не извержение, а умеренное землетрясение на небольшой глубине»,- сказал Бероза.
Флегрейские поля — это кальдера шириной 13,5 км, массивная впадина, образованная крупными вулканическими извержениями около 39 000 и 15 000 лет назад. Помимо извержений, кальдера испытывает подъёмы и опускания — подъёмы и опускания земной поверхности, называемые брадисейсмом.
«Раньше структура сейсмичности в кальдере была нечёткой, а теперь мы наблюдаем очень тонкий и хорошо выраженный кольцевой разлом, который согласуется с особенностями поверхности, особенно в акватории, а также с областью, которая подвергается подъёму», — сказал Бероза.
«Наши итальянские коллеги были удивлены, увидев кольцо так чётко. Они ожидали увидеть что-то на юге, где предыдущие данные показывали разрозненную сейсмичность, но на севере они никогда не видели этого так чётко», — сказал ведущий автор исследования Син Тан, аспирант по геофизике в лаборатории Берозы.
Исследование предполагает, что общее расширение кальдеры посредством давления стимулирует сейсмическую активность. Авторы исследования не обнаружили никаких признаков восходящей миграции магмы, что снижает опасения относительно краткосрочного магматического извержения в этом районе, говорится в исследовании.