Más de la mitad de los volcanes activos del mundo no se monitorean instrumentalmente. Por lo tanto, incluso las erupciones que podrían haber activado una alarma pueden ocurrir sin que las personas en riesgo tengan una idea del próximo desastre. Como un primer y temprano paso hacia un volcán tempranosistema de advertencia, un proyecto de investigación dirigido por Sébastien Valade de la Universidad Técnica de Berlín TU Berlin y el Centro de Investigación de Geociencias de GFZ en Potsdam llevó a una nueva plataforma de monitoreo de volcanes que analiza imágenes de satélite usando, entre otros métodos, "inteligencia artificial "IA. A través de pruebas con datos de eventos recientes, Valade y sus colegas demostraron que su plataforma llamada MOUNTS Monitoreo de disturbios desde el espacio puede integrar múltiples conjuntos de diversos tipos de datos para un monitoreo integral de volcanes. Los resultados del equipofueron publicados en la revista Teledetección .
De los 1500 volcanes activos en todo el mundo, hasta 85 entran en erupción cada año. Debido al costo y la dificultad de mantener la instrumentación en entornos volcánicos, menos de la mitad de los volcanes activos se monitorean con sensores terrestres, y aún menos se consideran bienLos volcanes considerados inactivos o extintos no suelen controlarse instrumentalmente, pero pueden experimentar erupciones grandes e inesperadas, como fue el caso del volcán Chaitén en Chile en 2008, que entró en erupción después de 8000 años de inactividad.
Erupciones a menudo precedidas por señales precursoras
Los satélites pueden proporcionar datos cruciales cuando el monitoreo en tierra es limitado o no existe por completo. Las observaciones continuas a largo plazo desde el espacio son clave para reconocer mejor los signos de malestar volcánico. Las erupciones son a menudo, pero no siempre, precedidas por señales precursoras quepuede durar unas pocas horas o algunos años. Estas señales pueden incluir cambios en el comportamiento sísmico, deformación del suelo, emisiones de gases, aumento de temperatura o varios de los anteriores.
"Aparte de la sismicidad, todo esto puede ser monitoreado desde el espacio explotando varias longitudes de onda a través del espectro electromagnético", dice Sébastien Valade, líder del proyecto MOUNT. Está financiado por GEO.X, una red de investigación para geociencias en Berlíny Potsdam, fundada en 2010, y dirigida en TU Berlin y GFZ. "Con el sistema de monitoreo MOUNTS, explotamos múltiples sensores satelitales para detectar y cuantificar los cambios alrededor de los volcanes", agrega. "Y también integramos datos sísmicos de GFZ en todo el mundoRed GEOFON y del Servicio Geológico de los Estados Unidos USGS ".
Parte del proyecto consistía en probar si los algoritmos de IA podían integrarse con éxito en el procedimiento de análisis de datos. Estos algoritmos fueron desarrollados principalmente por Andreas Ley, de la TU Berlín. Aplicó las llamadas redes neuronales artificiales para detectar automáticamente grandes eventos de deformación.Los investigadores los entrenaron con imágenes generadas por computadora que imitan imágenes satelitales reales. A partir de este gran número de ejemplos sintéticos, el software aprendió a detectar grandes eventos de deformación en datos satelitales reales que antes no conocía. Este campo de la ciencia de datos se llama 'aprendizaje automático'.
"Para nosotros, este fue un importante 'globo de prueba' para ver cómo podemos integrar el aprendizaje automático en el sistema", dice Andreas Ley. "En este momento, nuestro detector de deformación solo resuelve una sola tarea. Pero nuestra visión es integrarvarias herramientas de inteligencia artificial para diferentes tareas. Dado que estas herramientas generalmente se benefician de la capacitación en grandes cantidades de datos, queremos que aprendan continuamente de todos los datos que el sistema recopila a escala global ".
MOUNTS monitorea 17 volcanes en todo el mundo
Los principales desafíos con los que él y sus coautores tuvieron que lidiar fueron manejar la gran cantidad de datos y los problemas de ingeniería de software. "Pero estos problemas pueden resolverse", dice Sébastien Valade. "Estoy profundamente convencido de que noHasta ahora, los sistemas de monitoreo automatizado que utilizan inteligencia artificial y datos de diferentes fuentes como la teledetección satelital y los sensores terrestres ayudarán a advertir a las personas de manera más oportuna y sólida ".
Ya hoy, el análisis proporcionado por la plataforma de monitoreo MOUNTS permite una comprensión integral de varios procesos en diferentes entornos climáticos y volcánicos en todo el mundo: desde la propagación de magma debajo de la superficie hasta el emplazamiento de material volcánico durante la erupción, comoasí como los cambios morfológicos de las áreas afectadas y la emisión de gases a la atmósfera. Los investigadores probaron con éxito MOUNTS en una serie de eventos recientes como la erupción de Krakatau en Indonesia en 2018 o erupciones en Hawai y Guatemala, por nombrar algunos.
El sistema actualmente monitorea 17 volcanes en todo el mundo, incluido el Popocatépetl en México y el Etna en Italia. El sitio web de la plataforma es de libre acceso y, gracias a la cobertura global y el libre acceso a los datos subyacentes, puede incorporar fácilmente nuevos datos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam, Centro Helmholtz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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