I de velutviklede delene av verden som er utsatt for pine, inkludert vestkysten av USA, Mexico, deler av Europa, Kina og Japan, har myndighetene investert i sensitive jordskjelvsystemer. Men ifølge Sarah Minson, en geofysiker fra USAs geologiske undersøkelser, kunne høyrisikosregioner uten seismisk overvåkning ha nytte av å bruke satellittsporingsteknologi inne i en smarttelefon, en folkemengd nøkkel til advarsler om jordskjelv.
I 2011, da et mindre (men relativt kraftig) skjelv raslet mesteparten av USAs østkyst, var det ikke (og er fortsatt ikke) et eget system for tidlig varsling som en del av det regionale seismografnettverket. Det er det samme i store deler av Sør-Amerika, Sør-Stillehavet og Øst- og Sentral-Asia, men de stedene mangler advarselssystemer av rene økonomiske grunner - standard utstyr for deteksjon av jordskjelv er dyrt.
I et system for tidlig varsling av jordskjelv, kunne GPS-sensorer i smarttelefoner i nærheten av et jordskjelvs episenter føle den resulterende bakkeforskyvningen, og sende advarsler til fjernere smarttelefoner før ristingen når dem. (Emiliano Rodriguez Nuesch og Martin Zeta fra Pacifico) Smarttelefoner kunne fylle det gapet, ifølge Sarah Minson. Hun er hovedforfatter av en ny studie i Science Advances som undersøker potensialet for å bruke mobiltelefonenes GPS-data som et nettverk for tidlig varsling.
Billig, men lastet med sofistikert teknologi, er mobiltelefoner overalt: det er anslagsvis 7 milliarder mobile enheter som brukes over hele kloden.
"Folk erkjenner at mobiltelefoner kan være utrolige verktøy for vitenskapen, " sier Minson. Fordelen med crowddsourcing er at det er massevis av sensorer, men også at det er massevis av små håndholdte datamaskiner som behandler strøm, ”som er i stand til å knuse data raskt.
Men mobile GPS-data har ikke blitt seriøst sett på for seismisk bruk, først og fremst fordi mobiltelefoner ikke kan fortelle den nøyaktige plasseringen din med stor presisjon, og fordi folk fikler rundt med mange apper som ikke er knyttet til lytting av jordskjelv. Hvilke telefoner det er bra med er imidlertid å snakke med triangulerte satellitter for å oppdage de veldig trinnvise bevegelsene dine fra et sted til et annet - så lite som en halv tomme fra en tidligere posisjon.
Den bevegelsessporing er nøkkelen til deteksjon av jordskjelv, der målinger av forskyvning, eller hvor mye en feil har beveget seg, er like viktig som hvor mye risting en person opplever. Hvis nok mennesker har enheter som registrerer og rapporterer den bevegelsen, vil en app designet for å overføre en advarsel basert på de samlede dataene gi et ganske nøyaktig verktøy for tidlig varsling.
Mest skjelving du føler under et jordskjelv er forårsaket av sekundære bølger, eller s bølger, som ferdes gjennom jorden med en hastighet på to miles per sekund. Men data beveger seg mye raskere og raskt overgår poky-bølger i regioner mil unna episenteret. Selv noen sekunders varslingstid kan være verdifull - tid nok til å si at en kirurg kan legge ned en skalpell, eller for å la en lærer få elever under bord. Det er også en viss beroligende dygd ved å bli advart om en plutselig risting.
I tilfelle av jordskjelvet i Mineral, Virginia, ville byer som Washington, DC, 84 mil unna, hatt rundt 40 sekunders varsel. Avhengig av parametrene i en potensiell mobiltelefon-app, tror Minson med nok brukere i nærheten av episenteret som bidrar med data til å utelukke en falsk alarm, kan en advarsel utløses og sendes ut på få sekunder.
Relativt få enheter trenger å være koblet inn. Som en del av forskningen hennes, matchet Minson faktiske GPS-data fra 462 overvåkningsstasjoner i Japan fanget i 2011-størrelsesorden 9, 0 Tohoku skjelv med hypotetiske data som speiler hva en mobiltelefon ville generere i en slik situasjon. Kurvene som målte den permanente forskyvningen av jordskorpen på stasjonene, stemte veldig godt overens. Minson anslår at bare 0, 0004 prosent av Japans befolkning på 127 millioner vil trenge å ha med seg mobiltelefoner for å samle de samme dataene som de overvåkningsstasjonene.
Det er imidlertid noen få fangster. For det første fungerer teknikken bare for ganske sterke jordskjelv, over en størrelsesorden på 7 på Richter-skalaen. For det andre er det ikke mange mobiltelefoner som henger på havbunnen, hvor mange skjelv har sitt utspring. Og til slutt har ikke telefonselskaper vist så mye tilbøyeligheter så langt å gi tilgang til rå posisjonsdata enhetene deres samler inn.
"Ingenting av dette kan skje med mindre det er en måte å få tilgang til dataene på telefonene, " sier Minson.
Geofysikeren jobber allerede med å sette i gang et USAID-finansiert pilotprogram det neste året for å distribuere hundrevis av mobiltelefoner og sekundære eksterne GPS-sensorer. Spredt i et nettverk over Chile, en region med høy seismisk aktivitet, men uten et funksjonelt system for tidlig varsling, vil forskere kunne samle sanntidsdata fra de eksterne sensorene når jordskjelv skjer.
John Vidale, en seismolog ved University of Washington som lenge har vært involvert i arbeid med systemer for tidlig varsling, berømmer Minsons idé om å gruve mobiltelefoner for GPS-data som fornuftig og nyskapende. Han påpeker imidlertid at telefoner aldri kan erstatte sensitivt vitenskapelig utstyr.
"Tidlige varslingssystemer for jordskjelv fra mobiltelefoner kan være en flott løsning i noen situasjoner, spesielt i den tredje verden og hvor jordskjelv er sjeldne, " sier Vidale. ”Men telefoner vil aldri ha plassering dypt under jorden som gir dedikerte seismometre deres enorme følsomhet. Jeg forventer at steder som Japan, Taiwan og vestkysten vil ante opp for mer sofistikerte og dedikerte systemer. ”
Minson bemerker at en stor fordel med mobiltelefoner er at de ofte blir oppdatert.
"Hvis vi låner data fra folkemengdene, erstatter brukerne sine gamle telefoner med den beste teknologien hvert annet år, " sier hun. "Vi vil få alles fanciest og beste data."
