과학자의 방법은 대지진에 대한 수개월 경고를 제공할 수 있습니다.

알래스카 페어뱅크스 대학의 한 과학자가 알래스카와 캘리포니아에서 발생한 두 차례의 대지진을 분석한 연구에 따르면, 이전에 대규모 지역에서 발생한 저수준 지각 변동을 파악하면 대중은 며칠 또는 몇 달 동안 대지진에 대한 경고를 받을 수 있습니다.

이 연구는 UAF 지구물리학 연구소의 연구 조교수인 타르실로 지로나가 주도했습니다.

지구물리학자이자 데이터 과학자인 지로나는 화산 폭발과 지진의 선구적 활동을 연구합니다. 독일 뮌헨 루트비히 막시밀리안 대학교의 지질학자 키리아키 드리모니가 공동 저자입니다.

머신 러닝을 기반으로 한 감지 방법은 8월 28일 Nature Communications 에 게재되었습니다 .

지로나는 "저희 논문은 고급 통계 기술, 특히 머신 러닝이 지진 카탈로그에서 얻은 데이터 세트를 분석하여 대규모 지진의 전조 현상을 식별할 수 있는 잠재력이 있음을 보여줍니다."라고 말했습니다.

저자는 비정상적인 지진 활동을 찾기 위해 데이터를 검색하는 컴퓨터 알고리즘을 작성했습니다. 알고리즘은 프로그램에 데이터를 해석하고, 이를 통해 학습하고, 정보에 입각한 예측이나 결정을 내리는 방법을 가르치는 일련의 컴퓨터 명령어입니다.

그들은 두 개의 대지진, 즉 2018년 앵커리지에서 발생한 규모 7.1의 지진과 2019년 캘리포니아 리지크레스트에서 발생한 규모 6.4~7.1의 지진에 초점을 맞췄습니다.

연구진은 연구 대상 지진이 발생하기 전 알래스카 남중부 지역과 캘리포니아 남부 지역의 약 15~25%에서 약 3개월 동안 규모가 작은 비정상적인 지역 지진이 발생했음을 발견했습니다.

그들의 연구에 따르면, 대지진에 앞서 발생하는 불안은 대부분 규모 1.5 미만의 지진 활동으로 포착됩니다.

앵커리지 지진은 2018년 11월 30일 오전 8시 29분에 발생했으며 진원지는 도시에서 북쪽으로 약 10.5마일 떨어진 곳에 있습니다. 일부 도로와 고속도로에 광범위한 피해를 입혔고 여러 건물이 피해를 입었습니다.

Girona와 Drymoni는 데이터로 훈련된 프로그램을 사용하여 앵커리지 지진에서 대지진이 30일 이내에 발생할 확률이 11월 30일 지진 약 3개월 전에 약 80%까지 갑자기 증가한다는 것을 발견했습니다. 지진이 발생하기 불과 며칠 전에 확률이 약 85%로 증가했습니다. 그들은 지진 시퀀스가 ​​시작되기 약 40일 전부터 시작되는 기간 동안 Ridgecrest 지진 시퀀스에 대해서도 비슷한 확률 결과를 얻었습니다.

지로나와 드리모니는 저진동 전구체 활동에 대한 지질학적 원인을 제안했습니다. 단층 내의 공극 유체 압력이 크게 증가하는 것입니다.

공극 유체 압력은 암석 내부의 유체 압력을 말합니다. 높은 공극 유체 압력은 단층의 양쪽에 있는 암석 블록 사이의 마찰 저항을 극복하기에 충분한 압력이 있는 경우 잠재적으로 단층 미끄러짐으로 이어질 수 있습니다.

"대지진을 유발하는 단층의 공극 유체 압력이 증가하면 단층의 기계적 특성이 변하고, 이는 지역 응력장의 불균일한 변화로 이어진다"고 Drymoni는 말했다. "우리는 이러한 불균일한 변화가 비정상적이고 선구적인 저진도 지진을 제어한다고 제안한다."

지로나는 머신러닝이 지진 연구에 매우 긍정적인 영향을 미치고 있다고 밝혔습니다.

"현대 지진 네트워크는 적절하게 분석하면 지진 사건의 선구자에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 수 있는 엄청난 데이터 세트를 생성합니다."라고 그는 말했습니다. "여기서 머신 러닝과 고성능 컴퓨팅의 발전이 혁신적인 역할을 할 수 있으며, 연구자들은 임박한 지진을 알릴 수 있는 의미 있는 패턴을 식별할 수 있습니다."

저자들은 그들의 알고리즘이 지진 예측의 잠재적 과제를 식별하고 해결하기 위해 거의 실시간 상황에서 테스트될 것이라고 말합니다. 그들은 그 지역의 과거 지진 활동으로 알고리즘을 훈련하지 않고는 새로운 지역에 이 방법을 적용해서는 안 된다고 덧붙입니다.

지로나는 신뢰할 수 있는 지진 예보를 내는 것은 "매우 중요하고 종종 논란의 여지가 있는 차원"이라고 말했습니다.

"정확한 예보는 적시에 대피하고 준비할 수 있는 조기 경보를 제공하여 생명을 구하고 경제적 손실을 줄일 수 있는 잠재력이 있습니다."라고 그는 말했습니다. "그러나 지진 예보에 내재된 불확실성은 또한 중대한 윤리적, 실용적 문제를 제기합니다."

그는 "거짓 경보는 불필요한 공황, 경제적 혼란, 대중의 신뢰 상실로 이어질 수 있고, 예측이 빗나가면 치명적인 결과를 초래할 수 있다"고 말했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/08/240829223211.htm