Mạng Lưới Phát Hiện Động Đất Lớn Nhất Thế Giới

Hệ thống Android Earthquake Alerts của Google, được ra mắt vào năm 2020, đã trở thành mạng lưới phát hiện động đất lớn nhất thế giới. Theo một nghiên cứu mới của các nhà nghiên cứu Google, hệ thống này hiện phục vụ 2,3 tỷ người dùng điện thoại và đồng hồ thông minh Android để nhận cảnh báo về rung chấn địa chấn gần khu vực, so với 300 triệu người có thể nhận được cảnh báo từ các nguồn khác.

"Hàng tỷ thiết bị Android làm việc cùng nhau và hoạt động như những máy đo địa chấn mini để tạo ra mạng lưới phát hiện động đất lớn nhất thế giới," Richard Allen tại Đại học California, Berkeley, người cũng là nhà nghiên cứu khách mời tại Google, cho biết.

Công Nghệ Và Cơ Chế Hoạt Động

Hệ thống do Allen và các đồng nghiệp phát triển phân tích các rung động được phát hiện bởi gia tốc kế trong điện thoại Android và đồng hồ thông minh. Cùng nhau, mạng lưới cảm biến này có thể chỉ ra độ lớn của một trận động đất và những người dùng điện thoại nào đủ gần với nguy hiểm để nhận được thông báo cảnh báo.

Hệ thống của Google thông báo cho mọi người khi phát hiện động đất có cường độ từ 4,5 trở lên. Tuy nhiên, hệ thống "không thể phát hiện tất cả các trận động đất" vì nó yêu cầu một số lượng đủ lớn điện thoại phải đủ gần với trận động đất, Allen nói. Ví dụ, nó không phát hiện động đất bắt nguồn từ hầu hết các sườn núi giữa đại dương, mặc dù nó có thể phát hiện các sự kiện địa chấn xảy ra cách xa hàng chục đến hàng trăm kilomet ngoài khơi.

Thách Thức Kỹ Thuật Và Cải Tiến

Một trong những thách thức lớn nhất là xác định nhanh chóng và chính xác cường độ của mỗi sự kiện địa chấn. Các nhà nghiên cứu đã cải thiện thuật toán phát hiện động đất của hệ thống qua các năm bằng cách phát triển các mô hình khu vực để đại diện tốt hơn cho các chuyển động kiến tạo địa phương và tính đến độ nhạy cảm biến khác nhau giữa các điện thoại Android khác nhau.

Hệ thống toàn cầu của Google hiện có độ chính xác tương đương với hệ thống ShakeAlert bao phủ Bờ Tây Hoa Kỳ và chương trình cảnh báo động đất sớm của Cơ quan Khí tượng Nhật Bản, Allen cho biết. Ông lưu ý rằng dự án của Google nhằm bổ sung, thay vì thay thế, các hệ thống dựa trên máy đo địa chấn như thế này - nó thậm chí còn kết hợp và cung cấp cảnh báo ShakeAlert cho mọi người ở Bờ Tây.

"Nhưng thực tế là nhiều khu vực có nguy cơ động đất không có mạng lưới địa chấn khu vực cần thiết để cung cấp cảnh báo," Allen nói.

Phạm Vi Phủ Sóng Toàn Cầu

Hệ thống của Google cung cấp "nguồn thông tin độc đáo" cho các quốc gia không có hệ thống cảnh báo động đất sớm, Katsu Goda tại Đại học Western ở Canada, người không tham gia vào sáng kiến này, cho biết. Nó cũng tiếp cận nhiều người hơn tổng cộng, ngay cả khi các hệ thống cảnh báo quốc gia hoặc khu vực khác có sẵn, ông nói.

Hệ thống hiện cung cấp cảnh báo cho 98 quốc gia và vùng lãnh thổ, bao gồm Hoa Kỳ nhưng không bao gồm Vương quốc Anh. "Chúng tôi thường tập trung vào các quốc gia có rủi ro địa chấn lịch sử lớn hơn trong khi không có giải pháp cảnh báo động đất sớm hiện có," Marc Stogaitis tại Google cho biết.

Hiệu Suất Và Độ Chính Xác

Theo nghiên cứu mới, phân tích hiệu suất và độ chính xác của chương trình, hệ thống đã đưa ra cảnh báo cho 1.279 sự kiện địa chấn tính đến tháng 3 năm 2024, với chỉ ba cảnh báo sai. Hai cảnh báo sai đó liên quan đến bão sấm chớp và một cảnh báo được kích hoạt bởi một sự kiện thông báo hàng loạt không liên quan đã làm rung nhiều điện thoại. Nhóm đã cập nhật thuật toán phát hiện để tránh các kích hoạt sai như vậy.

Hầu hết các thiết bị Android được chọn tham gia vào mạng lưới máy đo địa chấn dựa trên điện thoại và nhận cảnh báo về động đất gần khu vực theo mặc định, mặc dù người dùng có thể thay đổi cả hai cài đặt này. Trong một cuộc khảo sát người dùng Google, hơn một phần ba những người tham gia hệ thống đã nhận được cảnh báo điện thoại trước khi họ cảm thấy bất kỳ rung chấn nào - và hầu hết những người nhận được cảnh báo đều mô tả chúng là rất hữu ích.

Loại Cảnh Báo

Nếu người dùng điện thoại Android vẫn đăng ký nhận cảnh báo, chúng có hai loại. Cảnh báo "Hành Động" khẩn cấp hơn được thiết kế để thúc đẩy mọi người thực hiện các hành động bảo vệ, chẳng hạn như "nằm xuống, che chắn và bám chặt". Nhưng chúng thường chỉ cung cấp vài giây cảnh báo sớm vì chúng không được gửi đi cho đến khi hệ thống dự đoán rung chấn mạnh. Ngược lại, cảnh báo "Nhận Thức" ít xâm nhập hơn, cung cấp thông tin tổng quát hơn, có thể đến hàng chục giây trước khi người dùng điện thoại cảm thấy động đất.

"Vật lý của động đất quyết định rằng sẽ có ít cảnh báo trước khi rung chấn mạnh hơn so với rung chấn yếu hơn," Stogaitis nói. "Nhưng chúng tôi tiếp tục khám phá việc sửa đổi chiến lược cảnh báo để cải thiện thời gian cảnh báo trong các trận động đất tương lai."

Bối Cảnh Lịch Sử Và Phân Tích Chuyên Gia

Công nghệ cảnh báo động đất sớm đã phát triển đáng kể trong những thập kỷ qua. Trước đây, các hệ thống cảnh báo chủ yếu dựa vào mạng lưới máy đo địa chấn truyền thống, thường tốn kém và khó triển khai trên diện rộng. Việc Google tận dụng hạ tầng điện thoại thông minh hiện có đã mở ra một kỷ nguyên mới trong việc phát hiện và cảnh báo động đất.

Các chuyên gia địa chấn học đánh giá cao tiềm năng của hệ thống này, đặc biệt là khả năng phủ sóng toàn cầu mà không cần đầu tư hạ tầng lớn. Tuy nhiên, họ cũng lưu ý rằng hệ thống này không thể thay thế hoàn toàn các mạng lưới địa chấn truyền thống, mà nên được xem như một công cụ bổ sung quan trọng.

Phát Triển Tương Lai

Nhóm nghiên cứu tiếp tục cải tiến hệ thống, tập trung vào việc tăng thời gian cảnh báo và giảm thiểu cảnh báo sai. Các nghiên cứu tương lai có thể bao gồm tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, cải thiện độ chính xác trong việc xác định vị trí và cường độ động đất, và mở rộng phạm vi phủ sóng đến nhiều khu vực hơn.

Việc phát triển trí tuệ nhân tạo và machine learning cũng mở ra những cơ hội mới để cải thiện khả năng dự đoán và phân tích của hệ thống. Với lượng dữ liệu khổng lồ từ hàng tỷ thiết bị, các thuật toán có thể được huấn luyện để nhận biết các mô hình phức tạp hơn và cung cấp cảnh báo chính xác hơn.

Kết Luận

Hệ thống Android Earthquake Alerts của Google đại diện cho một bước tiến đáng kể trong công nghệ cảnh báo động đất, biến hàng tỷ điện thoại thành một mạng lưới phát hiện toàn cầu. Với độ chính xác cao và khả năng phủ sóng rộng, hệ thống này đang cung cấp cảnh báo sớm quan trọng cho người dân trong 98 quốc gia và vùng lãnh thổ.

Mặc dù vẫn còn những hạn chế nhất định, như không thể phát hiện tất cả các loại động đất và thời gian cảnh báo còn ngắn, hệ thống này đã chứng minh được giá trị của việc tận dụng công nghệ hiện có để phục vụ mục tiêu bảo vệ con người. Với việc tiếp tục cải tiến và mở rộng, hệ thống này có thể sẽ trở thành một công cụ không thể thiếu trong việc giảm thiểu thiệt hại từ động đất trên toàn thế giới.