I de veludviklede dele af verden, der er tilbøjelige til tidevand, herunder vestkysten af De Forenede Stater, Mexico, dele af Europa, Kina og Japan, har regeringerne investeret i følsomme jordskælvsdetekteringssystemer. Men ifølge Sarah Minson, en geofysiker fra en amerikansk geologisk undersøgelse, kunne regioner med høj risiko uden seismisk overvågning drage fordel ved at bruge satellitsporingsteknologi inde i en smartphone, en skarpe nøgle til advarsler om jordskælv tidligt.
I 2011, da et mindre (men relativt kraftigt) jordskælv raslede det meste af USAs østkyst, var der ikke (og er stadig ikke) et dedikeret system til tidlig varsling som en del af det regionale seismografnetværk. Det er det samme i store dele af Sydamerika, det sydlige Stillehav og det østlige og centrale Asien, men disse steder mangler advarselssystemer af rene økonomiske grunde - almindeligt udstyr til detektion af jordskælv er dyrt.
I et tidligt advarselssystem med jordskælvet jordskælv kunne GPS-sensorer i smartphones nær et jordskælvs episenter føle den resulterende jordfortrængning og sende advarsler til fjernere smartphones inden rysten når dem. (Emiliano Rodriguez Nuesch og Martin Zeta fra Pacifico) Smartphones kunne fylde dette hul, ifølge Sarah Minson. Hun er hovedforfatter for en ny undersøgelse i Science Advances, der undersøger mulighederne for at bruge mobiltelefoners GPS-data som et netværk med tidlige advarsler.
Billig, men alligevel fyldt med sofistikeret teknologi, findes mobiltelefoner overalt: der er anslået 7 milliarder mobile enheder, der bruges over hele kloden.
”Folk anerkender, at mobiltelefoner kan være utrolige værktøjer til videnskab, ” siger Minson. "Fordelen ved crowddsourcing er, at der er et væld af sensorer, men også at der er masser af små håndholdte computere, der behandler strøm, " i stand til at knuse data hurtigt.
Men mobile GPS-data er ikke blevet set alvorligt til seismisk brug, primært fordi mobiltelefoner ikke kan fortælle din nøjagtige placering med stor præcision, og fordi folk fikle sig rundt med masser af apps, der ikke har relation til jordskælvslytting. Hvad telefoner derimod er gode til, er at tale med triangulerede satellitter for at registrere dine meget trinvise bevægelser fra et sted til et andet - så lidt som en halv tomme fra en tidligere position.
Denne bevægelsessporing er nøglen til detektion af jordskælv, hvor målinger af forskydning, eller hvor meget en fejl har bevæget sig, er lige så vigtige som hvor meget ryster en person oplever. Hvis der nok mennesker har enheder, der registrerer og rapporterer denne bevægelse, ville en app, der er designet til at transmittere en advarsel baseret på de samlede data, give et forholdsvis præcist værktøj til tidlig advarsel.
Det mest skælv, du føler under et jordskælv, er forårsaget af sekundære bølger eller s- bølger, der rejser gennem Jorden med en hastighed på to miles i sekundet. Men data bevæger sig meget hurtigere og hurtigt overgår poky-bølger i regioner mil væk fra episentret. Selv et par sekunders advarselstid kan være værdifuld - tid nok, siges, til en kirurg til at lægge en skalpell eller for at give en lærer mulighed for at få eleverne under borde. Der er også en vis beroligende dyd ved at blive advaret om en pludselig rysten.
Så i tilfælde af jordskælvet i Mineral, Virginia, ville byer som Washington, DC, 84 miles væk, have haft omkring 40 sekunders varsel. Afhængigt af parametrene i en potentiel mobiltelefon-app, tror Minson med nok brugere i nærheden af episentret, der bidrager med data til at udelukke en falsk alarm, kan en advarsel blive udløst og sendt ud på få sekunder.
Relativt få enheder ville være nødt til at være indkoblet. Som en del af sin undersøgelse matchede Minson faktiske GPS-data fra 462 overvågningsstationer i Japan, der blev fanget i 2011-størrelsesorden 9, 0 Tohoku, med hypotetiske data, der spejler, hvad en mobiltelefon ville generere i en sådan situation. Kurverne, der målte den permanente forskydning af jordskorpen ved stationerne, stemte meget tæt sammen. Minson estimerer, at kun 0, 0004 procent af Japans befolkning på 127 millioner skulle have brug for mobiltelefoner for at indsamle de samme data som de overvågningsstationer.
Der er dog nogle få fangster. Først og fremmest fungerer teknikken kun for ret stærke jordskælv over en 7-størrelsesorden på Richters skala. For det andet er der ikke mange mobiltelefoner, der hænger ud på havbunden, hvor mange jordskælv stammer fra. Og til sidst har telefonselskaber ikke hidtil vist meget tilbøjelighed til at give adgang til de rå lokationsdata, deres enheder indsamler.
”Intet af dette kan ske, medmindre der kommer en måde at få adgang til dataene på telefonerne, ” siger Minson.
Geofysikeren arbejder allerede med at lancere et USAID-finansieret pilotprogram i løbet af det næste år for at indsætte hundredvis af mobiltelefoner og sekundære eksterne GPS-sensorer. Spredt i et netværk over Chile, en region med høj seismisk aktivitet, men uden et funktionelt system til tidlig varsling, vil forskere kunne samle data i realtid fra de eksterne sensorer, når jordskælv sker.
John Vidale, en seismolog ved University of Washington, som længe har været involveret i arbejde med tidlige advarselssystemer, roser Minsons idé om at udvide mobiltelefoner for GPS-data som fornuftige og innovative. Han påpeger dog, at telefoner aldrig kan erstatte følsomt videnskabeligt udstyr.
”Tidlige advarselssystemer med jordskælv til mobiltelefoner kan være en god løsning i nogle situationer, især i den tredje verden, og hvor jordskælv er sjældne, ” siger Vidale. ”Men telefoner vil aldrig have placeringen dybt under jorden, der giver dedikerede seismometre deres enorme følsomhed. Jeg forventer, at steder som Japan, Taiwan og vestkysten vil ante op for mere sofistikerede og dedikerede systemer. ”
Minson bemærker, at en stor fordel ved mobiltelefoner er, at de ofte opdateres.
”Hvis vi låner data fra crowddsourced mobiltelefoner, udskifter brugerne nyttigt deres gamle telefoner med den bedste teknologi hvert andet år, ” siger hun. ”Vi får alles fantasifulde og bedste data.”
