Искусственный интеллект выявил сотни ранее неизвестных землетрясений под Восточно-Антарктическим ледяным щитом, в том числе в неожиданном месте — в середине тектонической плиты, далеко от её границ. Антарктида долгое время считалась сейсмически спокойной, но новые технологии позволяют обнаруживать неожиданные типы землетрясений подо льдом. Результаты исследования, опубликованные 28 мая в журнале «Сайенс», показывают, что Антарктида более сейсмически активна, чем считалось ранее.
В новом исследовании учёные использовали машинное обучение (разновидность искусственного интеллекта) для повторного анализа сейсмических данных, собранных с 49 сейсмических станций за последние два десятилетия: один набор данных за 2001–2004 годы и другой за 2012–2015 годы. Данные выявили более 500 ранее не распознанных землетрясений на глубине от 100 до 150 километров под ледником Дэвида, который простирается почти на 1100 километров, соединяя Восточную и Западную Антарктиду. Этот крупный выводной ледник сбрасывает в океан около 4 процентов Восточно-Антарктического ледяного щита, и его лёд истончался в течение последних нескольких тысяч лет.
Землетрясения на глубине более 80 километров называются землетрясениями промежуточной глубины. Этот тип землетрясений обычно наблюдается только на границах тектонических плит — в зонах субдукции, где одна тектоническая плита погружается под другую. Однако исследование показало, что эти землетрясения происходят в середине тектонической плиты, вдали от активных границ плит.
«Землетрясения происходят там, где холодная, жёсткая кора и верхняя мантия под Восточной Антарктидой встречаются с более тёплой, более мягкой породой под Западной Антарктидой, и этот контраст создаёт резкое изменение тектонической прочности», — объяснил Лонг Хо, геолог из Университета Алабамы и первый автор новой статьи. Обнаруженные землетрясения имеют магнитуду от 1,6 до 3,5. Тёплый, плавучий материал верхней мантии простирается за пределы ледника Дэвида снизу, поднимая края близлежащей коры и изгибая их, и это концентрированное напряжение вызывает сотрясение земли, пояснил Хо.
Было удивительно найти так много землетрясений на таких глубинах, вдали от границ плит, сказал Хо, но подобные землетрясения могут происходить и в других географических регионах, оставаясь незамеченными из-за их малой магнитуды. Искусственный интеллект мог бы помочь идентифицировать эти скрытые толчки, повторно анализируя прошлые сейсмические данные.
«По мере того как инструменты машинного обучения продолжают совершенствоваться, они могут показать, что глубокие землетрясения внутри континентов более распространены, чем признаётся в настоящее время, — сказал Хо. — Если так, то роль таких событий в рамках тектоники плит, возможно, потребуется пересмотреть».
Результаты также показывают, что Антарктида более динамична, чем считалось ранее. «Антарктида долгое время считалась в значительной степени лишённой землетрясений, — сказал Ричард Элли, гляциолог из Университета штата Пенсильвания, не участвовавший в новой работе. — Теперь мы знаем, что кажущееся отсутствие землетрясений на самом деле было отсутствием инструментов для их обнаружения». Данные для этой статьи собирались в 2001–2004 годах и теперь дают новые результаты по мере разработки современных методов их анализа, отметил Элли.
Обнаруженные землетрясения недостаточно сильны, чтобы угрожать вышележащим ледяным щитам или антарктической экосистеме, сказал Хо, поэтому исследовательская группа не беспокоится об этом. В будущем Хо надеется изучить, как огромный вес Антарктического ледяного щита может влиять на расположение землетрясений и как изменения ледяного щита могут влиять на нижележащую сейсмическую активность.
Всё ещё остаётся загадкой, почему сейсмическая активность сосредоточена именно у ледника Дэвида, а не распределена вдоль гор в этом регионе, сказал Элли, добавив, что ответ может быть связан с недавней историей роста и таяния ледяного щита или с более долгой историей его эрозии. «Я очень беспокоюсь о ледяном щите, — сказал Элли, — и надеюсь, что подобная работа будет продолжена и расширена, чтобы помочь нам понять историю и улучшить наше понимание возможных сценариев будущего».
