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你是“地震侦探”吗?

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地震学有一个大数据问题。西北大学的地震学家认为,普通市民就是解决办法。

今年冬天,西北大学的一个由学生和教师组成的团队发起了“地震侦探”(Earthquake Detective)互动项目,邀请志愿者帮助他们对来自世界各地的数万个地震记录中的数据进行分类。通过对记录在特别有趣的时间段内的地震、震动和稳定的背景噪声进行分类,志愿者可以帮助研究人员更好地理解地震事件及其发生的条件。

西北大学温伯格艺术与科学学院的地震学家、地球与行星科学教授Suzan van der Lee说:“对这些数据进行分类将有助于我们更全面地了解大地震何时可能引发小地震或震动。”“然后我们就能知道什么条件是有利的,什么因素需要结合起来才能让它们发生,这最终也可能会告诉我们,小地震如何与大地震相互作用。”

在与西北复杂系统研究所(Northwestern Institute on Complex Systems)数据科学学者、地震活动动态触发专家赵凯文(Kevin Chao)合作一年之后,唐若薇(Vivian Tang)构思了这个项目。从世界各地的地震记录中收集的数据已经被编译成一个巨大的开放存取档案。当唐想到隐藏在所有这些数据中的洞见时,他受到了启发,但又被挖掘这些数据的想法淹没了。

“地震学的数据爆炸,”唐说,他是地震学家,也是范德·李实验室的博士生。“有太多的数据需要查看,这就是为什么我想要启动一个公民科学项目,要求志愿者的帮助。”

为了让这个项目对用户更友好,唐与西北大学博士研究生鲍里斯·罗斯勒(Boris Rosler)合作,他编写了计算机代码,将地震频率转换成可听到的音调。地震记录用一系列弯曲的线条连续记录地球表面的微小运动。对于没有受过训练的人来说,几乎不可能确定哪些线路是由地震引起的,哪些线路可能是由暴风雨、倒下的树木、四处游荡的动物或经过的地铁造成的。

地震学的数据爆炸。唐若薇,6031地震学家

通过将这些弯弯曲曲的线条转换成音频文件,西北大学的研究小组让志愿者们更容易地对事件类型进行分类。他们所要做的就是听不同的声音。例如,在地震中,突然释放的能量听起来就像砰的一声关上的门。另一方面,震动是一种能量的缓慢释放,听起来更像是火车在铁轨上隆隆驶过。然后是背景噪音,从鲸鱼到“外星人”再到哨子,这些声音听起来都很像。

在经历了一个简短的在线教程后,志愿者们学会了如何对这些声音进行分类,并将它们从建筑、强风甚至吵闹的体育比赛所产生的模糊噪音中进行分类。

唐说:“有了这些音频文件,志愿者就不需要是地震学家或地质学家了。”“他们可以从任何地方听到这些文件,分辨出是地震、震动还是背景噪音。”

“好像我们的耳朵可以听到更多的比我们的眼睛所看到的,”范德李补充道,他是一个附属教员在CIERA(跨学科探索和研究中心的天体物理学),一个赋予西北大学研究中心致力于推进天体物理学的研究重点是跨学科的联系。

到目前为止,近900名志愿者正在对1.6万多种声音进行分类。在一份文件被至少10个人分类之后,案件就被认为是结案了。地震探测小组最初关注的是北美的地震事件,但随着项目的发展,他们将继续在网站上添加音频文件。

在志愿者对足够的数据进行分类后,地震学家和数据科学家可以将数据输入地震模型,从而帮助科学家更好地理解地震是如何、在哪里、何时以及为什么发生的。

除了范德·李、唐和罗斯勒,地震侦探团队还包括乔丹·尼尔森、雅各布·汤普森、爱丽丝·卢卡斯、凯文·赵、彭志刚、米歇尔·保尔森和劳拉·特鲁伊尔。唐、罗斯勒、尼尔森、汤普森和卢卡斯是idea fellows,是西北大学国家科学基金研究培训生(资助号DGE-1450006)。西拉主办的想法格兰特。

主题:数据科学,研究,学生,温伯格艺术与科学学院

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.northwestern.edu/stories/2019/03/are-you-an-earthquake-detective/