Czy aplikacje ostrzegające o trzęsieniach ziemi naprawdę działają?

Samochód przejeżdża obok zawalonego budynku w Antakyi, w Turcji, luty 2023. Trzęsienie ziemi o magnitudzie 7,8 spowodowało duże zniszczenia w południowej Turcji i północnej Syrii. Pomimo informacji z systemu ostrzegania Google Android Earthquake, nie dotarła ona do większości ludzi w regionie. Zdjęcie: YASIN AKGUL, AFP/GETTY IMAGES

Święty Graal sejsmologii — umiejętność przewidywania dokładnej lokalizacji, wielkości, daty i godziny następnego niszczycielskiego trzęsienia ziemi — może pewnego dnia zostać odnaleziony w symfonii fal sejsmicznych. Ale na razie każdy, kto twierdzi, że posiada tę nadprzyrodzoną zdolność, jest albo oszukany, albo szarlatanem. Aplikacje i oprogramowanie, które informują cię o zbliżającym się trzęsieniu ziemi, istnieją jednak realnie i mogą pewnego dnia uratować ci życie. Trzęsienia zdarzają się szybko, ale fale sejsmiczne: „rozchodzą się wolniej niż sygnały w naszych telefonach komórkowych” – mówi Judith Hubbard, badaczka zajmująca się trzęsieniami ziemi na Uniwersytecie Cornell. Oznacza to, że jeśli stoisz wystarczająco daleko od początku tego rozwijającego się zdarzenia system ostrzegania oparty na szybko myślącej, autonomicznej sieci instrumentów wykrywających trzęsienia może wysłać ci wiadomość, abyś szukał schronienia, zanim nadejdą najgwałtowniejsze wstrząsy. Będziesz miał tylko chwilę na reakcję. „W zdecydowanej większości przypadków prawdopodobnie miną sekundy”, zanim nadejdzie trzęsienie ziemi - mówi Robert de Groot, krajowy koordynator ShakeAlert ds. komunikacji, edukacji i działań informacyjnych w amerykańskiej służbie geologicznej, ale sekundy są lepsze niż brak ostrzeżenia. Nie wszystkie systemy wczesnego ostrzegania o trzęsieniach ziemi są takie same. Skuteczność tych aplikacji i systemów zależy od wielu czynników, począwszy od technologii, na której działają, po kraj, w którym się znajdujesz. Oto wszystko, co musisz wiedzieć o tych systemach: jak działają, dlaczego mogą chronić cię przed krzywdą i dlaczego same nie wystarczą, aby zapobiec tragedii.

Pokój pomiarowy Etneo Observatory, będący miejscem kontroli trzęsień ziemi i erupcji, na Sycylii, 2022. Monitorowanie sejsmiczne wciąż się rozwija, lecz już funkcjonuje system ostrzegania ludności. Zdjęcie: MASSIMO SIRAGUSA, AGENCE VU/REDUX 

Algorytmiczne ucho do ziemi 

System wczesnego ostrzegania o trzęsieniach ziemi ShakeAlert, zarządzany przez US Geological Survey (USGS), działa w Kalifornii, Oregonie i Waszyngtonie — trzech stanach, które są stale zagrożone poważnym i potencjalnie niszczycielskim trzęsieniem ziemi. „Działamy obecnie w pełni w trzech stanach, wspierając około 55 milionów ludzi” – mówi de Groot. System ShakeAlert opiera się na gęstym naziemnym zestawie sejsmometrów rozmieszczonych wzdłuż zachodniego wybrzeża. Sieć ta rejestruje dane dotyczące wstrząsów ziemi i uzupełnia je instrumentami z Kolumbii Brytyjskiej, Meksyku, Idaho i Nevady. Algorytmy nieustannie nasłuchują tej sejsmicznej kakofonii, szybko określając, co jest prawdziwym trzęsieniem, a co nieistotnym naturalnym lub sztucznym hałasem. Dane te przesyłane są do różnych serwerów, które w mgnieniu oka obliczają przybliżoną charakterystykę trzęsienia ziemi, w tym jego siłę (wielkość trzęsienia) i jego intensywność (stopień wstrząsów, które wywoła na drodze rozwijającego się pęknięcia).  Jeśli trzęsienie osiągnie określony próg, USGS wygeneruje ostrzeżenie o zbliżającym się trzęsieniu. Próg ten jest zróżnicowany. Jest to jasność 4,5 magnitudy dla aplikacji na telefony komórkowe obsługujących ShakeAlert i systemu operacyjnego Android. W przypadku systemu Wireless Emergency Alerts – systemu zarządzanego na poziomie federalnym, który wysyła wiadomość do wszystkich zgodnych urządzeń mobilnych – jest to trzęsienie o sile 5,0 w skali Richtera – nieco wyższe, ponieważ tak powszechny alert wymaga większego ryzyka wystąpienia szkód spowodowanych trzęsieniem ziemi. „Toczy się wiele debat na temat tego, gdzie dokładnie należy ustawić te progi” – mówi Harold Tobin, dyrektor Pacific Northwest Seismic Network. Niektórzy opowiadają się za niższymi wartościami, aby ludzie mogli przyzwyczaić się do regularnych alertów, inni jednak nie chcą, aby wyglądało to na fałszywy alarm. „Na tym polega równowaga”. Kiedy zostanie wygenerowany alert o zbliżającym się trzęsieniu ziemi, podmioty stowarzyszone z USGS, takie jak firmy telekomunikacyjne podłączone do strumienia danych ShakeAlert, wysyłają ten alert do wszystkich kompatybilnych urządzeń, najlepiej na kilkadziesiąt sekund przed pojawieniem się szkodliwych typów fal sejsmicznych, dając ludziom czas na opuszczenie budynków i znalezienie schronienia. Model wczesnego ostrzegania przed trzęsieniami ziemi ma kilka zalet, które można znaleźć nie tylko w USA, ale także w Meksyku, Japonii, Tajwanie i innych krajach. Gęsty naziemny zestaw sejsmometrów, algorytmów wyszkolonych na podstawie dużej ilości danych ze świata rzeczywistego oraz systemy dobrze zintegrowane z życiem publicznym przyczyniają się do jego skuteczności. Alerty mogą również wyzwalać zautomatyzowane działania, od spowolnienia pociągów po zamknięcie procesów przemysłowych – czyli tego rodzaju działania, które: „będą miały decydujący wpływ na powrót do rzeczywistości przed trzęsieniem” – mówi de Groot.

Nie jest to jednak panaceum: osoby znajdujące się już blisko miejsca trzęsienia ziemi zasadniczo nie otrzymają żadnego ostrzeżenia. A jeśli trzęsienie ziemi rozpocznie się na morzu lub głęboko pod ziemią, ostrzeżenie może zostać wygenerowane dopiero wtedy, gdy sejsmometry po raz pierwszy je wykryją, a sejsmometry często są umieszczane w miejscach, w których znajduje się dużo ludzi. Pęknięcia mogą również ewoluować w sposób nieprzewidywalny. To, co może początkowo mieć umiarkowaną siłę, może dramatycznie wzrosnąć, jeśli trzęsienie ziemi przebije się przez bariery geologiczne, powodując pęknięcia w dodatkowych uskokach, wyjaśnia Zhe Jia, geofizyk w Instytucie Oceanografii Scripps. 

Katastrofa crowdsourcingu

 Systemy takie jak ShakeAlert mogą zdziałać cuda, ale nie wszystkie kraje dysponują pełnoprawnym systemem naziemnym, na którym można polegać. Google wypróbowuje inny model: crowdsourcing danych sejsmicznych. Wszystkie współczesne smartfony, także te korzystające z firmowego systemu operacyjnego Android, posiadają akcelerometry wykrywające ruch, w tym także wstrząsy sejsmiczne. Jeśli wystarczająca liczba osób na jednym obszarze doświadczy trzęsienia ziemi, ich telefony powinny wspólnie zarejestrować ten początek i przekazać ostrzeżenie osobom znajdującym się dalej. System ostrzegania o trzęsieniach ziemi firmy Google wykorzystuje naziemne tablice sejsmiczne tam, gdzie to możliwe (np. w Kalifornii), ale zamysłem jest zapewnienie ratującej życie alternatywy w innych częściach świata. „To niezwykle interesujący, potencjalnie użyteczny i ważny sposób wczesnego ostrzegania” – mówi Tobin. „Wszyscy codziennie nosimy ze sobą dość wyrafinowane czujniki, a fakt, że na świecie są miliardy takich urządzeń – dosłownie – oznacza, że będzie ich wystarczająco dużo, aby w każdej chwili można je było położyć w stabilnym miejscu, aby być niezawodnym detektorem - ale Tobin dodał - mam obawy”. Androidowy system ostrzegania o trzęsieniu ziemi działał, gdy w lutym 2023 r. dwa niezwykle niszczycielskie trzęsienia ziemi nawiedziły Turcję i Syrię, zabijając co najmniej 55 000 osób. Chociaż alerty najwyraźniej dotarły do milionów ludzi w dotkniętych regionach, do większości z nich nie dotarły. Ta porażka jest zaskakująca: większość mieszkańców regionu posiada telefony z systemem Android, a trzęsienie miało miejsce w nocy, kiedy byli nieruchomi i byli najbardziej wrażliwi na rejestrację fal sejsmicznych. Zapytany o to rzecznik Google powiedział e-mailem do National Geographic: „Nasz system wykrył i wysłał alerty zarówno w przypadku poważnych trzęsień ziemi, jak i wielu wstrząsów wtórnych w Turcji”. Zauważając, że system ostrzegania Google „nie ma zastąpić żadnego oficjalnego ani innego publicznego systemu ostrzegania”, dodali, że „na to, czy użytkownicy otrzymają dodatkowe powiadomienie, zauważą je lub wykonają, może mieć wpływ wiele czynników”, w tym dostępność Internetu i to, czy ludzie widzieli alarm w środku nocy. Nie jest jednak jasne, dlaczego tak wiele osób zgłosiło, że nie otrzymało tych alertów. „Koncepcja jest naprawdę dobra” – mówi Tobin — jest obiecująca i istnieje wyraźne zapotrzebowanie na tego rodzaju system na obszarach takich jak Turcja, która dysponuje przyzwoitym naziemnym zestawem danych sejsmicznych, ale nie jest tak wyrafinowana jak ShakeAlert. „Ale naprawdę ważne jest, aby powiedzieć, że tak naprawdę nie jest to przetestowana technologia”. 

Przesuwanie granicy

Badacze tacy jak Tobin obawiają się, że ludzie mogą wierzyć, że metoda crowdsourcingu w telefonach komórkowych jest równoważna modelowi naziemnemu, czym obecnie nie jest. Obawiają się szczególnie, że pozbawione gotówki lub nieżyczliwe rządy mogą zacząć polegać na telefonach komórkowych, zamiast finansować i rozwijać własny system w stylu ShakeAlert. Obydwa modele systemów wczesnego ostrzegania o trzęsieniach ziemi są udoskonalane, a ShakeAlert otrzymuje niemal ciągły strumień aktualizacji oprogramowania i sprzętu. Należy przestrzegać przepisów budowlanych odpornych na wstrząsy, a ludzie muszą wiedzieć, jak się chronić w ciągu kilku sekund, które mogą zostać przyznane. Sejsmologia pozostaje młodą nauką. Wczesne ostrzeganie i prognozowanie trzęsień ziemi przypomina „prognozowanie pogody 100 lat temu” – mówi Jia, a dokonywanie dużych postępów w tej dziedzinie „wymaga dużo cierpliwości”. Jednak fakt, że systemy wczesnego ostrzegania o trzęsieniach ziemi w ogóle istnieją, świadczy o tym, jak daleko zaszli już naukowcy i wskazuje na postęp, jaki należy jeszcze poczynić. „Zawsze staramy się przekraczać granice” – mówi de Groot.