Кто такой прогнозист землетрясений
Прогнозист землетрясений — это специалист, который точно и своевременно предсказывает землетрясения с помощью машинного обучения. Благодаря возможностям искусственного интеллекта сейсмологи могут предвидеть колебания Земли в краткосрочной и долгосрочной перспективе, а это, в свою очередь, позволит сохранить тысячи жизней.
Например, весной 2024 года группа исследователей из Киото использовала для обучения модели ИИ каталог с информацией о 18 тыс. землетрясений, собранный из результатов моделирования сейсмической активности за 900 лет. В 2023 году другие японские сейсмологи установили, что крупные форшоки (предшествующие толчки) прямо перед мейншоками (главные удары) показывают характерное увеличение частоты колебаний. В новом исследовании специалисты решили узнать, как нейросеть оценит время до главных толчков на основе ранее смоделированных землетрясений. Точность такого прогноза составила 0,89, где максимальное значение — 1,00.
Исследователи из Техасского университета в Остине в 2023 году опубликовали результаты проведенного в Китае семимесячного испытания алгоритма ИИ, который научился обнаруживать статистические аномалии в сейсмических данных в реальном времени и в исторических записях землетрясений. В эксперименте ученых ИИ точно предсказал 70% землетрясений на неделю вперед, при этом 14 прогнозов сбылись в пределах 321 км от предполагаемого местоположения, но соответствовали ожидаемым магнитудам. Однако он также выдал восемь ложных предупреждений и пропустил одно землетрясение. Точность прогнозирования землетрясений на основе ИИ пока ограничена, но в ближайшей перспективе эта технология может улучшиться и повлиять на жизнь людей в сейсмически активных зонах Земли.
Основные навыки прогнозиста землетрясений
Такой специалист должен совмещать в себе компетенции сейсмолога, специалиста по машинному обучению и эксперта по анализу данных. Прогнозисту землетрясений для эффективной работы понадобятся следующие навыки:
- понимание методологии прогнозирования землетрясений;
- сбор и анализ данных сейсмических датчиков;
- создание моделей машинного обучения для обработки данных;
- системное мышление для грамотного анализа и синтеза информации;
- терпение и внимание к деталям;
- умение работать в команде с другими учеными.
Откуда придет профессия
Люди старались предсказывать землетрясения еще с конца XIX века, но единственный в мировой практике успешный краткосрочный прогноз землетрясения был дан в китайском городе Хайчен в 1975 году. Накануне крупного землетрясения в этом районе сейсмологи зафиксировали несколько предвестников землетрясения: подземные толчки постепенно усиливались, из колодцев исчезала вода, а животные странно себя вели. Тогда население удалось вовремя эвакуировать незадолго до землетрясения магнитудой 7,3. Однако Таншаньское землетрясение, которое произошло через полтора года и, по данным китайских властей, унесло жизни 242 тыс. человек, предсказать не удалось. На некоторое время это поставило под сомнение исследования по прогнозу землетрясений. Первые успешные примеры применения искусственного интеллекта в прогнозировании землетрясений появились в 2010-х годах. Например, в 2017 году американские и британские геологи создали одну из первых систем искусственного интеллекта, способную предсказывать подземные толчки.
Тренды и направления профессии
Специалисты, обладающие опытом в области прогнозирования землетрясений, будут пользоваться большим спросом сразу в нескольких сферах жизни. В области геологии точное предсказание землетрясений позволяет ученым оценивать сейсмическую опасность, отслеживать движения разломов и объяснять динамические процессы в земной коре. Для специалистов по управлению рисками стихийных бедствий способность прогнозировать землетрясения поможет вовремя планировать эвакуацию жителей и реагировать на чрезвычайные ситуации. Кроме того, при проектировании и строительстве устойчивых конструкций архитекторы и инженеры во многом полагаются на прогнозирование землетрясений и сейсмической активности.
Как стать прогнозистом землетрясений
Прогнозист землетрясений должен хорошо разбираться в IT-технологиях и процессах, происходящих в геосфере. Магистратуру «IT-геофизика» предлагает Новосибирский государственный университет. Ее выпускники используют высокопроизводительные вычисления и методы машинного обучения для анализа больших данных, создания новых программных продуктов и изучения Земли. Машинное обучение преподают на факультете компьютерных наук НИУ ВШЭ, где, к слову, разработали алгоритм выявления разладки временных рядов, который поможет точнее предсказывать землетрясения.
Ценные знания для освоения профессии будущим сейсмологам дают сотрудники Института теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН — они тесно сотрудничают с геологическим и физическим факультетами МГУ им. М.В. Ломоносова, РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, ВШЭ, МГТУ им. Баумана. Ученые РАН читают в этих вузах лекции, проводят семинары, осуществляют научное руководство студентами, дают возможность пройти производственную и преддипломную практику на базе института.
Также можно получить образование в сфере геофизики и сейсмологии в Российском государственном геологоразведочном университете имени Серго Орджоникидзе (МГРИ), Казанском федеральном университете (КФУ), Уральском государственном горном университете (УГГУ) и дополнительно освоить Data Science. Например, курс по машинному обучению предлагают Skillfactory, «Нетология», «Яндекс Практикум».