بمساعدة "الذكاء الاصطناعي".. نظام إنذار مبكر لموجات "تسونامي"

تمتلك أمواج "تسونامي" قوة مدمرة، يمكنها أن تؤثر على البنية التحتية الساحلية للدول، والتسبب بخسائر في الأرواح، لا سيما مع انعدام أنظمة إنذار مبكرة، إذ أن التنبؤ بهذا النوع من الكوارث الطبيعية ليس سهلاً، لأنَّ خطر حدوثها يعتمد بشكل كبير على سمات الزلزال تحت الماء.

باحثون من جامعتي كاليفورنيا ولوس أنجلوس الأميركيتين، طوروا أخيراً نظام إنذار مبكر يجمع بين أحدث التقنيات الصوتية والذكاء الاصطناعي لتصنيف الزلازل فور وقوعها، وتحديد مدى احتمال تسببها في مخاطر حدوث تلك الأمواج العملاقة.

وعادة ما تحدث موجات "تسونامي" بسبب الزلازل الكبيرة تحت سطح البحر أو الانفجارات البركانية، ولكن يمكن أيضاً أن تحدث بسبب الانهيارات الأرضية أو تأثيرات النيازك.

وعندما يحدث زلزال تحت قاع المحيط، يمكن أن يؤدي هذا إلى اضطراب في الماء تنتج منه سلسلة من الأمواج، تنتقل بسرعة عالية عبر المحيط، ويمكن أن تمتد لآلاف الكيلومترات.

وفي حين أن الأمواج تبقى صغيرة في المياه المفتوحة، يمكن لها أن تنمو لتصبح كالجدران العملاقة، عندما تقترب من الشاطئ، وغالباً ما يصل ارتفاعها إلى 10 أمتار أو أكثر.

توقع الأحداث التكتونية

المؤلف المشارك في الدراسة برنابي جوميز، قال إن "الأحداث التكتونية ذات عناصر الانزلاق العمودي القوي من المرجح أن ترفع أو تخفض عمود الماء مقارنة بعناصر الانزلاق الأفقية".

وبالتالي، فإن معرفة نوع الانزلاق الذي تسبب فيه الزلزال في المراحل الأولى من التقييم يمكن أن يقلل الإنذارات الكاذبة ويعزز مصداقية أنظمة الإنذار من خلال التحقق المتبادل المستقل.

وعادة ما تشير الأحداث التكتونية ذات عناصر الانزلاق العمودي القوي، إلى الزلازل أو الأحداث الزلزالية حيث توجد حركة كبيرة للصفائح التكتونية في اتجاه رأسي. ويمكن أن يقع ذلك عندما تتحرك إحدى الصفائح التكتونية لأعلى أو للأسفل بالنسبة إلى صفيحة أخرى على طول خط الصدع في قشرة الأرض.

ويمكن أن تكون الزلازل ذات عنصر الانزلاق العمودي القوي مدمرة بشكل خاص، نظراً لقدرتها على التسبب في تغييرات كبيرة في ارتفاع الأرض، مما قد يؤدي إلى الانزلاقات الأرضية، وغيرها من أشكال الانهيار الأرضي كما يمكنها أيضاً توليد موجات "تسونامي" إذا حدثت في عمق المحيط.

وارتبطت بعض الزلازل الأكثر تدميراً في التاريخ بمكونات انزلاق عمودي قوية، فعلى سبيل المثال، تسبب زلزال "توهوكو" في اليابان (8.9 ريختر) عام 2011 في إزاحة عمودية تصل إلى 10 أمتار، مما أدى إلى أضرار واسعة النطاق وتسبب في حدوث "تسونامي" مدمر. 

كما كان لزلزال المحيط الهندي عام 2004، وهو ثالث أكبر زلزال يُسجل على الإطلاق (9.1 ريختر)، عنصر انزلاق عمودي كبير، أدى إلى "تسونامي" هائل تسبب في دمار واسع النطاق في جميع أنحاء المنطقة.

في هذه الحالات، يكون الوقت جوهرياً، ويصبح الاعتماد على عوامات أعماق المحيطات، وهي الطريقة التقليدية لقياس مدى احتمالية حدوث تسونامي، غير مجدٍ.

مقاربة جديدة

بدلاً من ذلك، يقترح الباحثون في الدراسة الجديدة قياس "الإشعاع الصوتي" الناتج عن الزلزال، والذي يحمل معلومات حول الحدث التكتوني، وينتقل بشكل أسرع من أمواج "تسونامي".

وتسجل الميكروفونات تحت الماء، المسماة بـ"الميكروفونات المائية"، الموجات الصوتية وترصد النشاط التكتوني في الوقت الفعلي.

ويمكن للزلازل أن تنتج موجات صوتية تنتشر عبر الأرض والغلاف الجوي والماء أيضاً، وتتولد من الحركة المفاجئة للصخور على طول خط الصدع أثناء الزلزال.

وتسمى الموجات الصوتية الناتجة عن الزلزال بالموجات الزلزالية، وهناك عدة أنواع من الموجات الزلزالية، بما في ذلك الموجات الأولية والموجات الثانوية والموجات السطحية. 

يمكن الكشف عن الموجات الصوتية الناتجة عن الزلزال وتسجيلها بواسطة أجهزة قياس الزلازل إذ ما حدث الزلزال في اليابسة؛ كما يُمكن تسجيل تلك الموجات بواسطة الميكروفونات الحساسة أو مستشعرات الضغط إذ ما حدثت في المحيط.

وينتقل "الإشعاع الصوتي" عبر الماء أسرع بكثير من موجات تسونامي؛ ويحمل ذلك الإشعاع معلومات حول المصدر الأصلي ويمكن تسجيل مجال ضغطه في مواقع بعيدة، حتى على بعد آلاف الكيلومترات من المصدر. 

ويقول المؤلف المشارك في الدراسة أسامة قادري إن تحليل تلك الموجات بواسطة خوارزميات الذكاء الاصطناعي يُمكنها أن تحدد نوع الانزلاق وحجمه. ثم تقوم بعد ذلك الأجهزة بحساب الخصائص المهمة مثل طول وعرض وسرعة ومدة الموجات، والتي تحدد حجم التسونامي.

واختبر المؤلفون نموذجهم باستخدام بيانات الميكروفون المتاحة ووجدوا أنهم تمكنوا على الفور تقريباً من حساب التسونامي المحتمل.

اقرأ أيضاً: