人工智能能帮助地震学家预测大地震吗？

在日本，新年伊始，周一，该国西部边缘的能登半岛发生了7.5级地震。还有数十次余震，许多震级在四到六级之间，在那之后的几个小时内在沿海震中附近震动，科学家警告说，预计未来几天还会有更多震级。日本气象厅发布重大海啸预警对于发生地震的石川县的大部分地区，但后来将其降低为公告。截至周二下午，至少 55 人被确认已经死亡。

超过2,000 条活动断层线位于日本之下，使其成为世界上最容易发生地震的国家之一，有着长期的悲惨地震事件。因此，与许多其他高风险地区一样，日本在防灾建筑和地震预警系统在过去的几十年里。

但可以说，地震准备的核心是该领域最具争议的研究领域：预测地震何时发生。长期以来，许多科学家一直认为地震预报是不可能的，或者充其量，他们以极其温和的乐观态度对待它。

地震学家写道，即使在2013年，“地震预测的话题还被认为是不严肃的，就像寻找尼斯湖水怪一样，超出了主流研究的范畴艾莉·哈奇森（Allie Hutchison）为麻省理工学院技术评论.和美国地质调查局坚持认为“美国地质调查局或任何其他科学家都没有预测过大地震。

但鉴于人工智能最近的进步，一些研究人员一直在研究这种情况是否会改变。“我不能说我们会，但我更希望我们将在几十年内取得很大进展，”保罗·约翰逊洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory）从事机器学习工作的地震学家告诉史密森杂志2019年的马修·伯杰。“我现在比以往任何时候都更有希望。”

去年秋天，德克萨斯大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin）的研究人员在中国进行了为期七个月的试验，增强了对地震预测的希望。在他们的研究中，发表在美国地震学会公报今年9月，人工智能算法在地震发生前一周正确预测了70%的地震。该团队对人工智能进行了五年的地震记录训练，然后要求它根据当前的地震活动来定位即将发生的地震。

该算法总共成功预测了14次地震，每次地震距离其实际震中约200英里。与此同时，它错过了一次地震，并预测了八次从未发生过的地震。

该试验是国际人工智能设计竞赛的一部分，该竞赛是一些这样的事件近年来，为推进地震预测技术而举办。

“预测地震是圣杯，”谢尔盖·福梅尔德克萨斯大学奥斯汀分校的地球科学家和研究团队成员在陈述.“我们还没有接近对世界任何地方做出预测，但我们取得的成就告诉我们，我们认为不可能解决的问题原则上是可以解决的。

此外，机器学习可以帮助地震学家检测数据中隐藏的模式或收集更多数据，以更好地为地震预报提供信息，Hutchison写道麻省理工学院技术评论.例如，一些研究人员正在展示人工智能如何使用来自特定地震地点的记录来预测地震的震级.一个团队已经建立并训练了神经网络来预测可能发生余震的地方在最初的罢工之后。其他人则使用机器学习来识别和提取地震波——在构造活动期间在地球上传播的振动——来自地下其他隆隆声的嘈杂记录。

根据世界气象组织的人工智能自然灾害管理焦点小组，地震占所有自然灾害的21.8%将 AI 模型应用于它们为了在 2018 年至 2021 年期间降低风险。关于地震预测的研究越来越多，这是提高科学家的希望也许会有更多的突破。

“你知道，我们的社区存在着巨大的怀疑，这是有充分理由的，”约翰逊说麻省理工学院技术评论.“但我认为这使我们能够查看和分析数据，并以我们无法想象的方式实现这些数据所包含的内容。