قبل 45 عامًا، تنبأت بلدي بزلزال بقوة 7.3 درجة قبل 20 يومًا من وقوعه.

إن استخدام تقنيات التعلم الآلي مثل التعلم العميق والشبكات العصبية لتحليل ودراسة مشاكل الزلازل يمكن أن يكشف عن قيمة بعض البيانات التي لا يستطيع الناس رؤيتها. تحقيق دقة أعلى في التنبؤات مثل الهزات الارتدادية والزلازل الصغيرة.

الإنذار المبكر بالزلزال: سباق ضد الموت لإنقاذ نفسك

 1. الإنذار المبكر بالزلزال في زلزال ييبين وزلزال هوالين 

لم يكن الإنذار المبكر بزلزال ييبين هو أول حالة إنذار مبكر ناجحة.

في الساعة 13:01 يوم 18 أبريل من هذا العام، حدث فجأة زلزال بقوة 6.7 درجة. كان هذا الزلزال هو الأكبر الذي ضرب تايوان منذ ما يقرب من 20 عامًا، وقد شعر الناس بالهزات في العديد من المناطق القريبة من مضيق تايوان.

قبل أن يشعر سكان مدينة تايبيه الجديدة بالزلزال، تلقت رسالة تحذيرية قبل 20 ثانية من وقوعه.

الرسالة التي تم تلقيها مسبقًا في الفيديو هي نفس الرسالة التحذيرية التي تم إرسالها قبل 61 ثانية أثناء زلزال سيتشوان.الإنذار المبكر بالزلازل. ومن المقدر أن10 ثوانٍ من الإنذار المبكر يمكن أن تقلل من الخسائر في 39%لو كان هناك إنذار مبكر عندما وقع زلزال ونتشوان، ربما كان عدد القتلى قد انخفض. من 20,000 إلى 30,000.

 2. إن الإنذار المبكر بالزلزال له أهمية كبيرة، ولكنه ليس مثل التنبؤ به. 

الإنذار المبكر بالزلزال يعني:بعد الزلزال، استخدمالمبدأ الذي ينص على أن الموجات الكهرومغناطيسية تنتقل أسرع من الموجات الزلزالية.وسيسمح هذا بإصدار تحذيرات مبكرة للمناطق التي لا تقع في مركز الزلزال.

بالنسبة للأفراد، فإن تلقي معلومات الإنذار المبكر يمكن أن يمكّنهم من اتخاذ تدابير الحماية والهروب في الوقت المناسب.

بالنسبة للمؤسسات الأخرى، يمكن للمستشفيات تجنب الأخطاء في العمليات الجراحية الجارية، ويمكن للقطارات والقطارات عالية السرعة التوقف في الوقت المناسب لتجنب الخروج عن المسار، ويمكن التحكم في المصاعد في الوقت المناسب لتجنب احتجاز الأشخاص...

على وجه التحديد، فإن الإنذار المبكر بالزلزال هوكسب فارق التوقيت.

عندما يحدث زلزال، تقوم أجهزة الكشف في أعماق الأرض باكتشاف الموجات الطولية وإرسالها إلى الكمبيوتر، الذي يقيس الوقت الذي تستغرقه الموجات P للوصول إلى السطح والفرق في السرعة بين الموجات P والموجات S. يمكن حساب المعلومات التقريبية مثل الحجم والشدة ومركز الزلزال على الفور، ويمكن للأقسام ذات الصلة إصدار إنذار إلى الأرض قبل أكثر من 10 ثوانٍ من وصول الموجة العرضية إلى الأرض.

يمكن للمناطق الأخرى غير مركز الزلزال أن تتلقى تحذيرات مبكرة قبل 20 إلى 50 ثانية من وصول موجات الزلزال.

التنبؤ بالزلزال: كم يوما يجب علينا أن نستعد للزلزال؟

ومع ذلك، فإن التحذير من الزلزال ليس هو نفسه التنبؤ به. على الرغم من أن الإنذار المبكر بالزلازل أصبح ناضجًا نسبيًا، إلا أن التنبؤ به لا يزال صعبًا وأكثر تحديًا.

وسائل التنبؤ بالزلزالقبل حدوث الزلزال، يمكن حساب وقت الزلزال وموقعه وحجمه بدقة، ويمكن ترتيب التدابير المضادة مسبقًا.

  1. توقعات لمدة 20 يومًا،

  زلزال هايتشنغ الذي تم التحذير منه في ذلك اليوم  

التنبؤ الدقيق والناجح الوحيد في التاريخ كانزلزال هايتشنغ. أما بالنسبة للزلزال الذي بلغت قوته 7.3 درجة على مقياس ريختر والذي وقع في الرابع من فبراير/شباط 1975، فقد بلغ عدد القتلى في المنطقة 1328 شخصاً، وهو ما يمثل 2.5% من إجمالي السكان، وذلك بفضل التنبؤات المسبقة للعلماء وإصدار توقعات قصيرة الأجل. 0.02% .

16 يناير 1975قبل 20 يومًا من الزلزال، اقترح المكتب الوطني للزلازل "قد تكون شبه جزيرة لياودونغ، وخاصة جنوب لياونينج، حاملاً لزلزال كبير، مع احتمال كبير أن تصل قوته إلى 6 درجات."تم إجراء توقعات قصيرة المدى، ومن ثم تم تنفيذ التنبؤ بالزلزال بشكل كامل.

في الساعة 10:30 صباحًا يوم 4 فبراير، أصدرت الحكومة الإقليمية بيانًا هاتفيًا إلى المقاطعة بأكملها، أصدرت فيه توقعات بوقوع زلزال وشيك. توقفت المصانع عن الإنتاج، وتم إلغاء التجمعات، وكانت فرق الإنقاذ في حالة تأهب. كان فصل الشتاء، وأمرت الحكومة "الناس بمغادرة منازلهم والحيوانات بمغادرة حظائرها".

وفي الساعة 7:36 من مساء ذلك اليوم، وقع زلزال قوي بلغت قوته 7.3 درجة في هايتشنغ.

وبناء على الكثافة السكانية ومعدلات ضحايا الزلازل بشكل عام، فإن زلزال هايتشنغ كان ليتسبب في مقتل أكثر من 50 ألف شخص إذا لم يتم اتخاذ أي إجراءات دفاعية.

ورغم أن الصحة العلمية لهذا التنبؤ تم إثباتها فيما بعد من قبل جهات مختلفة، إلا أنه لا يزال يثير صدمة العالم في ذلك الوقت.لأول مرة في تاريخ البشرية، تم التنبؤ بالزلزال بنجاح.وقد جذبت أيضًا علماء أجانب ليأتوا ويتعلموا.

ولكن عندما ظن العلماء أن مشكلة التنبؤ بالزلازل قد تم حلها، جاء زلزال تانغشان الذي أعقب ذلك ليرفع نظرياتهم إلى ذروتها. لا توجد طريقة تنبؤ فعالة حقًا لمشاكل الزلازل المعقدة، ولم يتكرر التنبؤ المسبق بزلزال هايتشنغ أبدًا.

 2. نجاح التنبؤ غالبا ما يكون عرضيا   

على الرغم من أن التنبؤ بزلزال هايتشنغ كان مزيجًا من الارتباك والتحليل التجريبي والحكم البديهي والحظ السعيد، إلا أنها كانت المرة الأولى التي نجحت فيها التوقعات فعليًا.لم تفشل أي توقعات زلزالية كبيرة على الإطلاقمحاولة.

نظرًا لأن أسباب الزلازل معقدة والبيانات نادرة، فلا يزال من غير الممكن التنبؤ بالزلازل بشكل دقيق حتى يومنا هذا.من الشائع أن تقع أحداث تم التنبؤ بها ولكنها لم تحدث، وأحداث لم يتم التنبؤ بها ولكنها حدثت. وقد ثبت تدريجيا من خلال العديد من الأمثلة أن الظواهر مثل الشائعات حول مقدمات الزلازل لا تنطبق على جميع الزلازل.

ومع ذلك، فمن المفرح أنه على الرغم من أن مشكلة التنبؤ بالزلازل لم يتم حلها بعد، فقد بدأ العلماء في محاولة حلها في السنوات الأخيرة.استخدام تقنيات التعلم الآلي مثل التعلم العميق والشبكات العصبية لتحليل ودراسة مشاكل الزلازل.لقد تم تحقيق نتائج جيدة في التنبؤات مثل الهزات الارتدادية والزلازل الصغيرة.

التنبؤ بالهزات الارتدادية: السبيل الوحيد لتجنب المزيد من الضرر

في كثير من الأحيان لا تكون الزلازل أحداثًا معزولة. تحدث الهزات الارتدادية بشكل متكرر بعد الزلازل الكبرى، ويمكن للهزات الارتدادية الكبيرة أن تسبب إصابات ثانوية خطيرة. ومن الأمثلة النموذجية على ذلك زلزال ونتشوان الذي وقع في الثاني عشر من مايو/أيار، والذي شهد عشرات الآلاف من الهزات الارتدادية بعد الهزة الرئيسية، مما شكل تهديداً كبيراً لأعمال الإنقاذ.

ولذلك فإن اكتشاف الهزات الارتدادية يشكل أيضًا جزءًا مهمًا من التنبؤ بالزلزال.تعمل جامعة هارفارد مع خبراء التعلم الآلي من جوجل لمحاولة استخدام التعلم العميق للتنبؤ بالأماكن التي ستحدث فيها الهزات الارتدادية.

وقد حقق بحثهم تقدمًا كبيرًا، ونشرت النتائج النهائية في مجلة Nature في أغسطس 2018.

تحتوي قاعدة البيانات الخاصة بهم علىمعلومات عن ما لا يقل عن 199 زلزالًا كبيرًا حدث حول العالم.وفي نهاية المطاف، تمكنوا من الحصول على نموذج مثالي للتنبؤ بموقع الهزة الارتدادية. ورغم أن النظام لا يزال بحاجة إلى التحسين، فهذا يعني أن هذه خطوة إلى الأمام في هذا الاتجاه.

وكان للبحث أيضًا فائدة غير متوقعة: فقد ساعد الفريق في تحديد الكميات الفيزيائية المشاركة في الزلازل، وهو أمر مهم للغاية لأبحاث الزلازل.

أوضح ميد، أحد أعضاء الفريق، ذات مرة: "علماء الزلازل التقليديون أشبه بعلماء الأمراض، إذ يدرسون ما يحدث بعد الزلازل الكارثية. أما نحن فلا نريد أن نفعل ذلك، بل نريد أن نكون علماء أوبئة أكثر،نريد أن نفهم الأسباب والمحفزات لهذه الأحداث."
 

ومن المتوقع أن يتمكن التعلم الآلي في المستقبل من كشف الأسرار وراء الزلازل وتقليل الأضرار التي تسببها.

العلوم والتكنولوجيا: محاربة الطبيعة، المتعة لا تنتهي

يمكن استخدام تقنيات التعلم الآلي لحفظ سجلات محاكاة الزلازل السابقة. ومع تدهور الوسائط التي تسجل هذه البيانات، يسابق علماء الزلازل الزمن للحفاظ على هذه المعلومات القيمة.

لفترة طويلة، اعتقد بعض العلماء أنه من المستحيل التنبؤ بالزلازل بشكل كامل. لكن استناداً إلى نتائج الأبحاث الحالية، ربما لم يعد التنبؤ بالزلازل أمراً "مستحيلاً".

الكوارث الطبيعية لا يمكن السيطرة عليها. لا يسعنا إلا أن نأمل في أن نتمكن من استخدام قوة التكنولوجيا الحديثة لتقليل الأضرار الناجمة عن الكوارث.