За мощностью извержения вулканов следит из космоса искусственный интеллект

Источник: Joschenbacher
Оценить степень угрозы при извержении вулканов теперь помогут спутники (на иллюстрации контур спутника Earth Observing-1 и переданные им снимки на фоне извержения вулкана).

Робот-спутник, сфотографировавший извержение вулкана в Исландии, доказал, что искусственный интеллект способен точно оценить мощность вулкана и объем выброшенной на поверхность лавы. В будущем подобные оценки могут помочь в борьбе с различными природными катаклизмами.

Американское аэрокосмическое агентство NASA опубликовало результаты мониторинга вулкана Эйяфьятлайокутль.


Эйяфьятлайокутль - не только вулкан, но и ледник. Именно таяние ледника вызывало у геологов опасение, поскольку к извержению вулкана могло добавиться и наводнение.
Источник: Andreas Tille

Людям извержение Эйяфьятлайокутля уже доставило немало неприятностей. Из опасного района пришлось эвакуировать около полутысячи человек, так как геологи опасаются не только потоков лавы и газов, но и возможного наводнения из-за бурного таяния ледника.

Кроме того, проведенные химиками анализы вулканического пепла указали на повышенное содержание фтора, поэтому в незатронутые эвакуацией районы было выслано предупреждение фермерам — пасущиеся под открытым небом овцы рискуют отравиться осевшим на поверхность пеплом, фтор опасен для печени животных и может вызывать поражения сетчатки.

Сверху видно все

Как определить масштабы извержения? Подобраться по поверхности к вулкану, который периодически выплевывает в воздух обломки камня, куски туфа и выделяет ядовитые газы? Сомнительное с точки безопасности мероприятие. Посмотреть с самолета или вертолета? На первый взгляд, это самое разумное решение, но и здесь есть свои проблемы: прежде всего, облака пепла и газов закрывают самые интересные и важные для геологов участки.

Кроме того, крупные извержения могут быть опасны и для самолетов – например, во время летнего извержения пика Сарычева столб пепла достигал высоты в 13 км, из-за него даже переносили в сторону маршруты некоторых авиарейсов. Не потому, что самолет может попасть в мощнейший восходящий поток, а скорее из-за пепла: двигатели самолетов посторонних предметов и загрязнений не переносят.


Извержение пика Сарычева летом 2009 года. Это грибовидное облако неспроста напоминает ядерный взрыв - по выделяемой энергии вулканы оставляют позади ядерное оружие.
Источник: NASA

Там, где не годятся наземные наблюдения и самолеты, в дело вступают спутники. Но и со спутниковыми снимками далеко не все просто, так как из эффектной картинки еще необходимо каким-то образом извлечь конкретные детали. Сколько лавы выливается ежесекундно на поверхность? Какой ее объем уже покинул недра?

Ответ на эти вопросы критичен для составления точного прогноза извержения, и дать его по фотографии затянутого дымом ландшафта не так-то просто.

Наиболее полезной для ученых оказалась не столь красочная фотография, сделанная в инфракрасном излучении. Нагретая лава ярко засветилась там, где на обычном снимке она сливалась с окружающими ее камнями и казалась практически черной.


Вид на район извержения из космоса, сделан 24 марта 2010 года.
Источник: NASA

Роботы на небесах

Настала пора перейти к самой интересной части исследования: «глядели» на снимок не люди, а роботы. Более того, они же навели камеры спутника на необходимый для составления прогноза участок. Специальная система с элементами искусственного интеллекта сама выбрала оптимальное время и место для съемки и проанализировала полученные данные, предоставив ученым уже готовые карты извержения.


Район извержения в инфракрасном диапазоне. Не столь красиво, как в видимом свете, зато намного информативнее.
Источник: NASA

Распределение тепловой мощности и объем остывающей на поверхности лавы — эти важнейшие характеристики были автоматически рассчитаны по спутниковым данным. Автономные «мозги» спутников и наземных станций слежения оценили выделение тепла Эйяфьятлайокутлем в один гигаватт – примерно столько же выделяет крупный ядерный реактор, и, по сравнению с другими вулканическими извержениями, это немного. Если в последующие дни активность Эйяфьятлайокутля не повысится, то угрозы для человека он представлять, скорее всего, не будет.

То, что наведением камер и анализом снимков занимался искусственный интеллект, становится особенно важным при сопоставлении затрат времени на обработку снимков.

По заявлению NASA, раньше та же работа заняла бы около трех недель — что недопустимо долго в случае экстренной ситуации, через три недели оценки геологов будут уже попросту не актуальны. Сейчас же новая система автоматического анализа может за полтора часа обнаружить новое извержение, поставить об этом в известность исследователей и тут же приготовиться получать дополнительные снимки во время очередного пролета над местом катастрофы.

Быстрый анализ космических снимков при помощи роботов позволит оперативно находить очаги пожаров в труднодоступной местности, оценивать объем выпавших осадков в районе наводнений и узнавать о готовящемся прорыве лавы при извержениях вулкана. В итоге вся эта информация может спасти людей, которые в противном случае рискуют не успеть уйти из опасной зоны.

www.gzt.ru