Сейсмометр в каждом кармане: пять миллионов мобильных телефонов получили оповещение через несколько секунд после землетрясения в Альмерии.

Впервые предупреждение о землетрясении дошло до жителей Испании до самого землетрясения. Миллионы людей получили его на свои Android-смартфоны на рассвете в прошлый понедельник , вызвав шок, который распространился по социальным сетям. Шок стал ещё сильнее, когда выяснилось, что землетрясение зафиксировали и выдали предупреждение именно их смартфоны , а не сложная сеть сейсмометров.

Землетрясение у побережья Альмерии , магнитуда которого, по данным Национального географического института (IGN), была незначительной, а жертв не было. Основной причиной землетрясения магнитудой 5,3, произошедшего у берегов Альмерии, стало раннее предупреждение, отправленное Google без официальных данных и без одобрения властей. Однако это не было ни скрытым испытанием, ни пилотным проектом. По совпадению, в этот четверг система, используемая американским технологическим гигантом по всему миру с 2021 года, получила значительную поддержку научного сообщества: журнал Science , являющийся витриной передовой мировой науки, только что опубликовал исследование, демонстрирующее её эффективность в прогнозировании разрушительных сейсмических волн и, таким образом, помогающее смягчить ущерб, наносимый ими населению.

«Землетрясение рядом. Приготовьтесь к лёгким толчкам». В прошлый понедельник в 7:13:39 множество Android-смартфонов на юго-востоке Испании начали получать это беспрецедентное оповещение, в котором магнитуда землетрясения была оценена — с относительной точностью — в 5,1. Согласно данным, предоставленным Google газете EL PAÍS, первое предупреждение было выпущено всего через 12,5 секунды после начала землетрясения, произошедшего недалеко от побережья Альмерии на глубине 3 километров под Средиземным морем. По данным технологической компании, в последующие мгновения оповещение получили пять миллионов телефонов.

Как это стало возможным? Ричард Аллен, создатель инновационной системы сейсмического оповещения, использующей собственные датчики смартфонов для прогнозирования толчков и подземных толчков, объясняет этой газете: «Примерно через 5,5 секунд после предполагаемого начала землетрясения [которое IGN датирует 7:13:27 по местному времени] первые волны достигли телефонов в ближайшем городе», — рассказывает этот сейсмолог, который также является ведущим автором исследования, опубликованного в журнале Science . В этой статье он подробно описывает, что система сейсмического раннего оповещения использует тот факт, что эти первые возмущения, продольные волны, распространяются в недрах гораздо быстрее, чем поперечные волны, которые вызывают самые сильные толчки и обладают большей разрушительной силой.

Разница есть, но она невелика. Каждая секунда имеет значение. «Примерно через 10 секунд после начала землетрясения поперечные волны достигли ближайшего города. Поэтому первое оповещение было отправлено на пару секунд позже, но это произошло до того, как поперечные волны достигли более удалённых мест», — объясняет Аллен. Все смартфоны являются потенциальными детекторами землетрясений, поскольку оснащены датчиками местоположения, наклона и ускорения, которые обнаруживают сейсмические возмущения и могут мгновенно передавать данные через подключение к Интернету. Десять лет назад Аллен и его команда из Сейсмологической лаборатории Калифорнийского университета в Беркли (США) задумались об использовании этой врождённой возможности мобильных телефонов. Сегодня во всех новых телефонах под управлением Android — мобильной операционной системы, разработанной Google, — функция сейсмического оповещения активирована по умолчанию. И серверы Google постоянно следят за ситуацией: когда они начинают получать сигналы о возможных сейсмических возмущениях, их алгоритмы обрабатывают их, пока не накопится достаточно данных для срабатывания оповещения.

Марк Стогайтис, ведущий инженер-программист Android и соавтор исследования, объясняет, что ожидание появления новых датчиков мобильных телефонов для обнаружения землетрясения может повысить точность оценки магнитуды, но также сократит сроки выпуска предупреждения. «Необходимо найти правильный баланс между точностью и временем — это задача любой системы раннего оповещения о землетрясениях. Кроме того, наша система должна обрабатывать сигналы с множества различных моделей телефонов с разным качеством датчиков».

Предупреждение о разрушительных волнах

Система оповещения о землетрясениях на базе Android начала внедряться в первых странах — Греции и Новой Зеландии — в апреле 2021 года, а затем охватила в общей сложности 98 стран. Аллен и Стогайтис опубликовали научный обзор первых трёх лет работы. К марту 2024 года Google отправила оповещения в общей сложности о 1279 предполагаемых землетрясениях — тех, магнитуда которых превышала 4,5, — и анализ показывает, как точность оценки магнитуды повышается с момента первых испытаний. Таким образом, мобильное обнаружение землетрясений смогло сравняться и даже немного улучшить погрешность национальных систем раннего оповещения США и Японии, которые используют обширные сети государственных сейсмометров в этих странах. Кроме того, исследователи оценили полезность оповещений, проведя опросы удовлетворенности людей, которые их получили. Из более чем полутора миллионов респондентов 36% заявили, что получили оповещение до землетрясений, 28% — во время землетрясения и 23% — после него.

Алгоритм Google, распознающий приближение землетрясений, не является безупречным: он отправил три ложных оповещения, которые, по словам исследователей, были вызваны двумя штормами и массовой отправкой уведомлений, вызвавших вибрацию множества телефонов одновременно. Изучение этих событий позволило им усовершенствовать систему, чтобы предотвратить повторное срабатывание оповещений в подобных ситуациях. В качестве примера успеха Аллен и Стогайтис приводят сильное землетрясение магнитудой 6,7, произошедшее к югу от Филиппин 17 ноября 2023 года. «Почти 2,5 миллиона человек получили оповещение. Из них более 100 000 получили предупреждение о необходимости принять меры предосторожности, которое в большинстве случаев пришло за несколько секунд до S-волн и пика максимальной интенсивности толчков», — утверждают исследователи в своей научной статье. Эти оповещения высокого уровня защиты — это больше, чем просто уведомления, подобные тем, что были получены в прошлый понедельник в Альмерии, — они обходят беззвучный режим телефона или режим «Не беспокоить», заполняют весь экран и издают характерный громкий звук.

В отличие от успеха Филиппин, разрушительное двойное землетрясение в Турции и Сирии 6 февраля 2023 года выявило одну из ахиллесовых пят этой системы: она сильно недооценивала магнитуду землетрясений. «Это физическая проблема, с которой сталкивается любая система раннего оповещения при очень сильном землетрясении, даже основанная на высокоточных сейсмометрах», — объясняет сейсмолог Хуан Висенте Кантавелья, не участвовавший в исследовании и являющийся директором Национальной сейсмической сети при IGN в Испании. Этот эксперт оценивает результаты работы системы сейсмического оповещения на базе Android как весьма позитивный шаг вперёд, «несмотря на это и другие ограничения, на которые исследователи указывают в своей статье». Смартфоны не могут обнаруживать землетрясения, происходящие в открытом океане, поскольку низкая чувствительность их датчиков ограничивает радиус действия расстоянием от 100 до 200 километров от берега. Система, разработанная в Беркли и внедренная Google, также неэффективна в малонаселенных районах, где недостаточно мобильных телефонов для точного обнаружения.

На пути к системе оповещения общественности

Кантавелла обеспокоена тем, что эти инновационные сейсмические оповещения рассылает частная компания: «Кто несёт ответственность, если эти оповещения ложны или не доходят до определённых пользователей?» Элиза Буфорн, недавно ушедший на пенсию профессор сейсмологии Мадридского университета Комплутенсе, — одна из тех пользователей Android, которые не получили оповещение в прошлый понедельник, хотя она находилась «в районе, где другие его получили». Несмотря на это, Буфорн высоко оценивает работу Аллена, Стогайтиса и их команд и считает хорошей новостью то, что им удалось продемонстрировать, что « смартфоны могут помочь в раннем предупреждении о землетрясениях».

Марк Стогайтис из Google утверждает, что его система является «дополнительным инструментом к существующей инфраструктуре; она не предназначена для замены официальных систем обнаружения сейсмической активности или оповещения». Он предлагает её лишь как альтернативу для стран с ограниченными ресурсами, где отсутствуют национальные сейсмические сети. В Испании такая система есть, напоминает Кантавелла, ответственный за неё, и заявляет, что изучается возможность создания государственной системы раннего оповещения о землетрясениях. «Приоритетной задачей будет сосредоточиться на оповещении о землетрясениях в том же районе Атлантики, где произошло мощное землетрясение, разрушившее Лиссабон в 1755 году». Там рано или поздно обязательно произойдёт ещё одно сильное землетрясение.

Буфорн согласна с этим приоритетом и напоминает, что её лаборатория разработала « две различные системы раннего сейсмического оповещения — пока предназначенные только для научного использования — и продемонстрировала их жизнеспособность в прогнозировании толчков, возникающих в этом районе к югу от полуострова», от мыса Сент-Винсент до обоих берегов Гибралтарского пролива. Эта опытная сейсмолог, посвятившая значительную часть своей карьеры изучению и продвижению систем раннего сейсмического оповещения, отмечает, что инициатива Google может «помочь людям узнать о существовании этих систем, способных смягчить последствия некоторых землетрясений. На самом деле, чтобы получить эти официальные оповещения в Испании, нам нужно лишь, чтобы общество потребовало их. У нас есть для этого средства». Однако, несмотря на свой оптимизм в отношении этой новейшей технологии, которая пока внедряется преимущественно в богатых странах с высоким сейсмическим риском, она напоминает о её ограничениях: « Перед лицом такого землетрясения, как в Лорке в 2011 году, настолько неглубокого и произошедшего прямо под городом, никакая система оповещения была бы бесполезна».