Модель искусственного интеллекта выявила скрытые сейсмические циклы и разломы в Кампи Флегрей в Италии

Ученые применяют ИИ для анализа ситуации в Кампи Флегрей, где наблюдается рост сейсмической активности.

• На главной фотографии представлены землетрясения, зарегистрированные в районе Поццуоли — Кампи Флегрей, расположенном примерно в 7 милях от Неаполя, в период с 2022 по 2025 год, на фоне спутниковых снимков Google Earth.

Новый метод, подобно фокусировке объектива камеры, позволяет исследователям выявлять землетрясения, которые ранее оставались незамеченными среди обширных данных сейсмического мониторинга.

Это исследование, осуществляемое совместно Стэнфордским университетом, Национальным институтом геофизики и вулканологии Италии (INGV) и Неаполитанским университетом имени Фридриха II, обнаружило в четыре раза больше землетрясений по сравнению с предыдущими методами, а также выявило ранее неизвестные разломы.

Знание о расположении и длине разломов, которые вызывают землетрясения, позволит ученым предсказать возможные магнитуды будущих сейсмических событий. Эти данные имеют важное значение для информирования местных жителей и градостроителей о потенциальных опасностях и путях их смягчения.

В исследовании, опубликованном в журнале Science 4 сентября, использована модель ИИ, разработанная в Стэнфорде, для предоставления информации о местоположении и магнитуде землетрясений практически в реальном времени. Авторы исследования отмечают, что успешные результаты в Кампи Флегрей могут быть адаптированы для анализа сейсмической активности в других регионах, таких как Санторини в Греции, где в начале года также наблюдались сильные землетрясения. Быстрое определение источника землетрясения во время неожиданной сейсмической активности критически важно для эффективного реагирования на чрезвычайные ситуации.

«Сейсмичность может изменяться в любой момент, и это, пожалуй, главное значение нашего исследования: теперь у нас есть возможность получить четкое представление о происходящем», — отметил один из авторов исследования, профессор геофизики Грег Бероза из Стэнфордского университета. «INGV теперь может самостоятельно использовать этот инструмент по мере необходимости, что должно быть полезным как для научных целей, так и для общественной безопасности, если ситуация изменится».

Флегрейские поля представляют собой активный вулкан в густонаселенном районе Неаполя, где проживает более 500 000 человек. Этот вулканический регион переживает волны активности с конца 1950-х годов. Последний период волнений начался в 2005 году, а в 2018 году наблюдалось значительное увеличение сейсмической активности, в том числе пять землетрясений магнитудой более 4 баллов за первые восемь месяцев 2025 года. Новое исследование увеличивает количество зарегистрированных землетрясений с 12 000 до более чем 54 000 с 2022 по 2025 год. Данные также выявили два разлома, которые сходятся под городом Поццуоли к западу от Неаполя. Наблюдение за этим регионом ведется с начала 1980-х годов, когда земля поднялась более чем на 6 футов, что привело к эвакуации 40 000 жителей из-за более чем 16 000 землетрясений.

«Эти длинные разломы указывают на возможность землетрясения магнитудой 5 баллов. Мы знали о рисках в этом районе с 80-х годов, когда часть города была эвакуирована, и теперь мы впервые видим геологические структуры, отвечающие за эти явления», — подчеркнул соавтор исследования Билл Эллсворт, соруководитель Стэнфордского центра по изучению индуцированной и триггерной сейсмичности.

Понимание сложной природной системы Кампи Флегрей имеет высокую ценность, особенно учитывая, что она стала причиной двух крупнейших извержений в Европе за последние 40 тысяч лет. Однако, как отметил Бероза, «одной из самых серьезных проблем в краткосрочной перспективе для Флегрейских полей является не извержение, а риск умеренных землетрясений на малой глубине», что может угрожать жизни и инфраструктуре.

Флегрейские поля образуют кальдеру шириной 13,5 км, которая возникла в результате крупных вулканических извержений около 39 000 и 15 000 лет назад. Кальдера также подвержена подъёмам и опусканиям земной поверхности, известным как брадисейсм.

«Ранее структура сейсмичности в кальдере была размыта, а теперь мы наблюдаем четкий кольцевой разлом, который соответствует особенностям поверхности, особенно в акватории, и с областью, которая подвергается подъему», — добавил Бероза.

«Наши итальянские коллеги были поражены тем, как четко проявилось кольцо. Они ожидали увидеть что-то на юге, где предыдущие данные показывали разрозненную сейсмичность, но на севере это наблюдение было для них новым», — отметил ведущий автор исследования Син Тан, аспирант по геофизике в лаборатории Берозы.

Исследование предполагает, что общее расширение кальдеры под действием давления приводит к увеличению сейсмической активности. Авторы не обнаружили признаков восходящей миграции магмы, что уменьшает опасения по поводу краткосрочных магматических извержений в этом районе, как указано в исследовании.