mayo 19, 2022

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¿Puede la IA ayudarnos a predecir erupciones volcánicas?

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En 2019, un volcán en Whakaari/White Island en Nueva Zelanda entró en erupción y mató a 22 personas.

La erupción impulsó a los investigadores del Dr. Alberto Ardid y la Dra. David Dempsey de la Universidad de Canterbury, Nueva Zelanda, para ver si podían ayudar a reducir el riesgo de que las personas quedaran atrapadas en un volcán nuevamente. en un papel publicado noche en el periodico Comunicaciones de la naturalezael dúo propone un nuevo tipo de sistema de alerta temprana que utiliza el aprendizaje automático.

¿Cómo saber cuándo explotará?

Ardid comparó más de 40 años de datos sísmicos de seis volcanes, tres en Nueva Zelanda y tres en Alaska. Quería ver si había una señal común compartida por los volcanes antes de que explotaran.

“Todos los volcanes de Nueva Zelanda comparten una señal común que ocurre antes de las erupciones”, dice Ardid. «Vemos patrones comunes en las cinco erupciones anteriores de Whakaari en los últimos 12 años, también los vemos hasta cierto punto en las erupciones de Ruapehu en 2006 y 2007 y también en Tongariro en 2012».

El volcán White Island de Nueva Zelanda entró en erupción el 9 de diciembre de 2019. Credit: Stone/Getty

Antes de cada una de estas erupciones, se estaba formando un sello en la parte superior del volcán, lo que permitió que se acumulara la presión, lo que provocó una erupción. La inteligencia artificial que usó Ardid pudo identificar cuándo estaba ocurriendo este proceso.

A pesar de recibir una señal clara de los volcanes de Nueva Zelanda, sus contrapartes de Alaska fueron más impredecibles.

Ardid explica: “Los volcanes en Nueva Zelanda tienen un sistema hidrotermal bien desarrollado bajo tierra debajo del cráter, los llamamos volcanes húmedos. Y este método parece estar funcionando muy bien para ellos”.

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Las señales de advertencia de una erupción comenzaron a aparecer unas tres semanas antes del evento, y la señal más fuerte llegó unos días antes, explica Dempsey.

«Lo que aún no hemos hecho es analizar la cuestión de qué tan avanzada es la ventana de mayor preocupación por la erupción».

¿Cómo se encontró este patrón?

Dempsey explica que el algoritmo de aprendizaje automático es muy efectivo cuando no sabe qué patrones está buscando en los datos, pero sospecha que existe un patrón.

“Se convierte en una técnica de fuerza bruta, donde [the artificial intelligence] toma esta enorme biblioteca de posibles patrones y comienza a analizarlos todos, observando 40 años de datos”, dice Dempsey.

«Necesitaría cientos de científicos para analizarlo si tuviera que hacerlo manualmente.

¿Tendremos pronto un nuevo sistema de alerta temprana para volcanes?

Ya existe un sistema de prueba que busca estos patrones en Whakaari, el volcán que trágicamente entró en erupción en 2019.

“Uno quiere tener cierta confianza en estos sistemas antes de ponerlos en uso, pero yo diría que la capacidad de usarlos ya está aquí”, dice Dempsey.

Volcán
El 3 de junio de 2018 entró en erupción el volcán de Fuego de Guatemala. Crédito: iStock/Getty

Queda por determinar cómo se incorporaría este método a los sistemas de alerta existentes.

Ardid ahora está vigilando los volcanes de todo el mundo, para ver si la detección de este patrón se puede utilizar para proporcionar advertencias sobre erupciones volcánicas húmedas en todo el mundo.

“Estamos tratando de averiguar si este patrón está ocurriendo antes de las erupciones en el extranjero, descubrimos que sucedió en volcanes en Indonesia, Islandia y Guatemala”, dice. “Recientemente comenzamos a investigar un volcán en la frontera de Chile y Argentina en América del Sur, donde también encontramos una señal muy clara”.

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