В прошлый вторник в Пакистане произошло землетрясение силой 7, 7 балла, повлекшее за собой массовые разрушения, создание нового острова у береговой линии страны и по меньшей мере 515 человек.
Конечно, мы ничего не можем сделать, чтобы предотвратить такие бедствия - землетрясения возникают в результате смещения и столкновения огромных тектонических плит континентального масштаба, которые мы не можем контролировать. Если мы знаем, что скоро начнется сильное землетрясение, могут быть меры, которые мы можем предпринять, чтобы лучше защитить себя.
Но как мы могли знать, когда начнется землетрясение? Сейсмологи чрезвычайно хорошо характеризуют общие опасности, с которыми сталкиваются люди, живущие в зонах разломов, но они далеки от возможности (и, возможно, никогда не смогут) точно предсказать, когда произойдет землетрясение .
Не останавливаясь, несколько разных групп ученых вынашивают планы для нового типа решения. И ключом к их успеху может стать смартфон в вашем кармане.
Их идея использует тот факт, что большинство новых смартфонов имеют крошечный чип, называемый акселерометр. Эти микросхемы измеряют движение телефона в трех направлениях (вверх-вниз, влево-вправо и назад-вперед), чтобы настроить ваш опыт при использовании телефона - например, вращение дисплея, если вы поворачиваете устройство.
Как это происходит, сейсмометры (большие, дорогие приборы, используемые геологами для обнаружения и измерения землетрясений), делают, по сути, одно и то же, хотя и с гораздо большей точностью. Тем не менее, крошечные акселерометры, которые мы уже носим с собой, могут позволить ученым собирать гораздо больше данных в режиме реального времени, чем доступно в настоящее время - смартфонов в бесчисленное количество раз больше, чем сейсмометров, они намного дешевле и уже развернуты. в широком диапазоне мест - если они действительно могут измерить движение землетрясения с достаточной точностью.
Недавно Антонио Д'Алессандро и Джузеппе Д'Анна, пара сейсмологов из Итальянского Института Геофизики и Вулканологии, решили решить этот вопрос. Для оценки акселерометров, в частности, акселерометра LIS331DLH MEMS, используемого в iPhone, дуэт поместил пять iPhone на вибрирующий стол в различных положениях (плоский, наклоненный сверху части в форме клина и вертикальный) и сравнил данные, которые они записано с профессиональным качеством датчика землетрясения для справки.
Их результаты, опубликованные в воскресенье в Бюллетене Сейсмологического общества Америки, показали, что акселерометры iPhone работали даже лучше, чем они ожидали. «Когда мы сравнивали сигналы, мы были приятно удивлены результатом - записи были практически идентичны», - говорит Д'Алессандро. «Акселерометр, который стоит несколько долларов, смог записать ускорение с высокой точностью, очень похоже на профессиональный акселерометр, который стоит несколько тысяч».
Есть некоторые ограничения: акселерометры iPhone не так чувствительны к слабым вибрациям, поэтому во время испытаний они могли регистрировать только движения, соответствующие землетрясениям, которые регистрировались бы как магнитуды 5 или выше. Но «эти ограничения будут преодолены в ближайшем будущем», - говорит Д'Алессандро. «Поскольку эти чипы широко используются в ноутбуках, игровых контроллерах и мобильных телефонах, исследования по их улучшению ведутся по всему миру».
Следующим шагом будет разработка программного обеспечения, которое позволит обычным пользователям использовать возможности этих акселерометров, превратив их смартфоны в мобильные системы обнаружения землетрясений. В декабре прошлого года исследователи из Беркли объявили о планах разработать приложение, которое позволит пользователям передавать свои данные акселерометра для исследования землетрясений. Стэнфордская сеть Quake-Catcher и общественная сейсмическая сеть Caltech - обе из которых используют небольшие специализированные сейсмометры, которые раздаются добровольцам и подключаются к их компьютерам - могут служить моделью для такой сети.
Оказавшись на месте, сеть сможет собирать огромное количество данных от тысяч географически распределенных пользователей, что позволяет исследователям видеть, как землетрясения движутся с более высоким разрешением. Если в этой сети достаточно телефонов, аварийные работники могут быстро определить, где они могли бы наиболее эффективно посвятить свое время после землетрясения.
Но как перейти от документирования землетрясений к предупреждению людей о том, когда произойдет опасное сотрясение? Как указывает Атлантика, ключ заключается в том, что землетрясения на самом деле состоят из двух типов волн, которые распространяются по земле: P-волны, которые прибывают первыми и трудно воспринимаются людьми, и S-волны, которые обычно приходят несколько секунд спустя и наносят большую часть физического урона.
Если на наших телефонах было установлено программное обеспечение, которое автоматически обнаруживало сильные P-волны и давало сигнал тревоги, у нас могло бы быть несколько скудных секунд, чтобы укрыться до удара S-волн (официальные лица рекомендуют упасть на землю, прижимаясь к устойчивому столу или письменный стол и уход от окон и дверей). Это не так много, но в некоторых случаях всего несколько решающих секунд предупреждения могут изменить ситуацию.
