نقشه جدیدی از «وشاح زمین» با استفاده از هوش مصنوعی

یک مطالعه جدید نشان داد که چگونه از هوش مصنوعی برای تحلیل بیش از دو میلیون نقشه لرزه‌نگاری استفاده شده است که این امر به کاوش در اعماق زمین تا عمقی بسیار فراتر از آنچه هرگونه حفار مکانیکی قادر به رسیدن به آن باشد، کمک کرد و در نتیجه نقشه جدیدی از آنچه «گوشته زمین» نامیده می‌شود، تهیه شد، به گزارش خبرگزاری «رویال تی‌وی» (Russia Today). گوشته زمین در اعماق بسیار دور، تا عمق ۲۹۰۰ کیلومتری، به هسته مایع تبدیل می‌شود. دینامیک این اعماق بر حرکت صفحات تکتونیکی کنترل دارد و به وقوع زلزله‌ها و فوران‌های آتشفشانی کمک می‌کند. با این حال، مطالعه مستقیم این اعماق غیرممکن بود. در مطالعه‌ای که در مجله «مجله پژوهش‌های ژئوفیزیکایی: زمین جامد» منتشر شد، دانشمندان از آکادمی علوم چین از الگوریتم‌های هوش مصنوعی برای تحلیل آرشیوی از داده‌های لرزه‌نگاری که به مدت ۳۵ سال، از سال ۱۹۹۰ تا ۲۰۲۴، گسترده شده بود، استفاده کردند. دانشمندان معمولاً به صورت دستی در ثبت‌های لرزه‌ای به دنبال سیگنال‌های ضعیف می‌گردند. این امواج در نزدیکی مرز بین گوشته و هسته، در ساختارهای کوچک و ناهمگن پراکنده می‌شوند و سپس پیش از رسیدن پالس‌های اصلی و قوی‌تر، به سطح زمین بازمی‌گردند. جستجوی دستی این ساختارهای دقیق در میان میلیون‌ها ثبت، کاری بسیار دشوار و زمان‌بر است. برای تسریع این فرآیند، محققان یک سیستم یادگیری عمیق را آموزش دادند؛ الگوریتم ثبت‌ها را بر اساس کیفیت آن‌ها مرتب کرد و بیش از دو میلیون نقشه لرزه‌نگاری ناشی از حدود ۵۰۰۰ زلزله را تحلیل نمود. محققان به صورت دستی خطاهای شبکه عصبی را بررسی و اصلاح کردند و سپس نمونه‌های اصلاح‌شده را مجدداً به مدل بازگرداندند تا عملکرد آن بهبود یابد. در نهایت، هوش مصنوعی ۱۷۴,۹۲۹ سیگنال ضعیف با کیفیت بالا را آشکار کرد، یعنی حدود ده برابر بیشتر از مجموع آنچه مطالعات پیشین قادر به شناسایی آن بودند. مجموعه داده‌های جدید، تصور زمین‌شناسان را درباره گوشته زیرین زمین تغییر داد؛ به جای اینکه نقشه‌های پیشین تنها مناطق جداافتاده و تصادفی را نشان می‌دادند، داده‌های جدید نشان دادند که این مناطق به هم متصل شده و کمربندهای گسترده و پیوسته را تشکیل می‌دهند.