ثبت یک نقشه جدید از گوشته زمین توسط هوش مصنوعی

باشگاه خبرنگاران جوان؛ جواد فراهانی - درست در زیر پای ما، در عمق تقریبی ۲۹۰۰ کیلومتری، گوشته زمین به یک هسته مایع تبدیل می‌شود. دینامیک در این اعماق، حرکت صفحات تکتونیکی را کنترل می‌کند و به زلزله و فوران‌های آتشفشانی کمک می‌کند. با این حال، مطالعه مستقیم این اعماق غیرممکن است.

در یک مطالعه جدید که در مجله تحقیقات ژئوفیزیکی: زمین جامد منتشر شده است، دانشمندان آکادمی علوم چین از الگوریتم‌های هوش مصنوعی استفاده کردند و به آنها امکان دادند تا درون سیاره را تا اعماقی بسیار فراتر از آنچه که توسط هر مته مکانیکی قابل دسترسی است، کاوش کنند.

امواج لرزه‌ای به عنوان ابزاری برای اسکن

ژئوفیزیکدانان از یک بایگانی ۳۵ ساله از داده‌های لرزه‌ای، از سال ۱۹۹۰ تا ۲۰۲۴، استفاده کردند. معمولاً دانشمندان به صورت دستی ضبط‌های زلزله را برای سیگنال‌های ضعیفی که به عنوان پیش‌ساز‌های موج PKP شناخته می‌شوند، جست‌و‌جو می‌کنند.

این امواج در ساختار‌های کوچک و ناهمگون نزدیک مرز گوشته-هسته پراکنده می‌شوند و سپس کمی قبل از رسیدن تکانه‌های اصلی قوی‌تر به سطح زمین بازمی‌گردند. جستجوی دستی این ساختار‌های ظریف در میان میلیون‌ها رکورد، کاری بسیار پرزحمت و زمان‌بر است.

هوش مصنوعی جست‌و‌جو را تسریع می‌کند

برای تسریع این فرآیند، محققان یک سیستم یادگیری عمیق را آموزش دادند. این الگوریتم رکورد‌ها را بر اساس کیفیت آنها مرتب کرد و بیش از دو میلیون الگوی لرزه‌ای حاصل از تقریباً ۵۰۰۰ زلزله را تجزیه و تحلیل کرد.

محققان به صورت دستی خطا‌های موجود در شبکه عصبی را بررسی و اصلاح کردند و سپس نمونه‌های اصلاح شده را برای بهبود عملکرد مدل، به آن برگرداندند. در نهایت، هوش مصنوعی ۱۷۴۹۲۹ سیگنال ضعیف و با کیفیت بالا را که تقریباً ده برابر تعداد کل شناسایی شده توسط مطالعات قبلی بود، آشکار کرد.

این مجموعه داده جدید، درک زمین‌شناسان از گوشته پایینی زمین را متحول کرده است. نقشه‌های قبلی به جای نشان دادن فقط ناهنجاری‌های مجزا و تصادفی، نشان دادند که این مناطق به هم متصل می‌شوند تا کمربند‌های گسترده و به هم پیوسته‌ای را تشکیل دهند.

این "خوشه‌های ترموشیمیایی" ممکن است منشأ بسیار باستانی داشته باشند. دانشمندان حدس می‌زنند که آنها می‌توانند بقایای پوسته اقیانوسی باشند که توسط فرآیند‌های تکتونیکی به اعماق زمین کشیده شده‌اند. فرضیه دیگر این است که آنها ممکن است قطعاتی از سیاره تئا باشند که برخورد آن با زمین میلیارد‌ها سال پیش، اعتقاد بر این است که در شکل‌گیری ماه نقش داشته است.

تحت فشار بسیار زیاد و دمای بالا، این مواد ممکن است تا حدی ذوب شده یا تغییرات قابل توجهی در خواص خود داشته باشند.

نقشه جدید شش منطقه ناهنجاری که قبلاً ثبت نشده بودند را شناسایی کرد، از جمله مناطقی که در عرض‌های جغرافیایی بالا در اوراسیا، آسیای مرکزی و اقیانوس اطلس جنوبی واقع شده‌اند.

منبع: Naukatv.ru