ИИ заглянул в недра Кампи Флегрей — и геологи испугались: вот чем грозит кольцевой разлом под Неаполем

Искусственный интеллект помог учёным увидеть то, что долгое время ускользало от человеческих глаз. Новый алгоритм, созданный специалистами из Стэнфордского университета и Медицинского университета Нинся, обнаружил в недрах итальянского вулкана Кампи Флегрей ранее неизвестные геологические структуры, включая выраженный "кольцевой разлом". Этот феномен, по словам исследователей, способен вызвать землетрясения магнитудой до 5 баллов.

Кампи Флегрей — один из самых опасных вулканических комплексов Европы. Он расположен всего в нескольких километрах к западу от Неаполя и объединяет десятки кратеров, горячих источников и фумарол. Уже дважды за последние 40 тысяч лет этот гигант переживал извержения колоссальной силы, способные менять климат на континенте. И хотя в настоящее время признаков надвигающегося извержения нет, недавние открытия заставили учёных взглянуть на его внутреннюю структуру иначе.

Что показал анализ ИИ

С начала 2025 года на Флегрейских полях зафиксировано пять землетрясений магнитудой выше 4. Однако, как выяснилось, большинство сейсмических событий до сих пор оставались незамеченными. Алгоритм искусственного интеллекта, обученный на миллионах сейсмограмм, выявил десятки тысяч мелких толчков, которые не смогли распознать традиционные методы наблюдения.

"Мы давно знали, что это опасное место. Теперь мы впервые видим геологические структуры, которые за этим стоят", — заявил профессор Уильям Эллсворт из Стэнфордского университета.

Оказалось, что с 2022 по середину 2025 года на Кампи Флегрей произошло почти 54 тысячи землетрясений, тогда как обычные методы регистрировали лишь около 12 тысяч. Большинство этих событий были мелководными — на глубине не более четырёх километров.

Как работает новый алгоритм

Традиционная сейсмология базируется на анализе волнообразных линий сейсмограмм. Когда амплитуда резко увеличивается, учёные делают "выбор фазы" — определяют момент начала землетрясения. Но этот процесс во многом зависит от человеческого опыта и субъективных оценок.

"Это простой и зачастую эффективный способ выбора фазы, но он не "обучает” делать это лучше. В нашем подходе мы обучаем модель машинного обучения выбирать фазы. Мы основываемся на миллионах примеров, где эксперты уже это делали", — пояснил соавтор исследования профессор Грег Бероза.

Новая система анализирует сотни тысяч сигналов одновременно и способна различать малейшие вибрации, которые человеческий глаз мог бы не заметить. Благодаря этому исследователи смогли составить более детальную карту землетрясений и обнаружить скрытые разломы, уходящие под город Поццуоли — один из ключевых районов кальдеры.

Где прячется кольцевой разлом

Один из самых неожиданных результатов — чётко очерченный "кольцевой разлом", окружающий область подъёма земли под Поццуоли. Эта зона поднимается примерно на 10 сантиметров в год — почти так же, как это происходило в 1980-х годах, когда из-за активности вулкана были эвакуированы 40 тысяч человек.

"Наши итальянские коллеги были удивлены, увидев кольцо так отчётливо", — отметил ведущий автор исследования Син Тань.

По данным учёных, два крупных разлома сходятся прямо под городом, и их взаимодействие может вызвать землетрясение магнитудой около пяти баллов. Хотя это не указывает на приближение извержения, для густонаселённого региона даже такой толчок представляет серьёзную опасность.

Почему Кампи Флегрей уникален

Флегрейские поля — это гигантская кальдера диаметром около 11 километров. Здесь живут более 360 тысяч человек, а в широком районе — свыше полутора миллионов. С момента последнего значительного извержения в 1538 году активность вулкана не прекращалась: периодически происходят выбросы газа, нагрев грунтовых вод и подъём почвы.

Учёные отмечают, что в последние два десятилетия сейсмическая активность усилилась, особенно после 2018 года. С тех пор в регионе фиксируются признаки так называемого "брейди-сеизма" — постепенного колебания земной поверхности, связанного с накоплением давления в подземных камерах.

Что изменил искусственный интеллект

Исследование, опубликованное в журнале Science, стало первым, где методы машинного обучения применили для столь подробного анализа сейсмограмм в активной кальдере. Алгоритм не только подтвердил существующие данные, но и выявил целую систему пересекающихся трещин, образующих своеобразный "скелет" вулкана.

Теперь у сейсмологов появилась возможность наблюдать за изменениями в режиме реального времени. Если раньше для анализа требовались недели, то теперь ИИ способен обработать массив данных за считанные часы. Это позволяет оперативно предупреждать об опасных колебаниях и улучшать прогнозирование землетрясений.

Таблица сравнения: традиционный анализ и ИИ

Возможные риски и прогнозы

Хотя на данный момент нет признаков миграции магмы к поверхности, сама структура разломов указывает на нестабильность системы. Даже умеренное землетрясение может повредить здания и инфраструктуру, особенно в районах, где почва насыщена газами и водой.

"Вся проанализированная сейсмичность с 2022 по середину 2025 года является мелководной и не указывает на какую-либо миграцию магмы к поверхности", — подчеркнул Бероза.

Учёные предупреждают, что в случае возобновления активных процессов необходимо будет немедленно усилить наблюдение и обновить планы эвакуации.

А что если ИИ применить к другим вулканам?

По словам исследователей, созданный инструмент способен работать не только на Кампи Флегрей. Его можно использовать для анализа сейсмических данных на других вулканах, где наблюдается активность, но не хватает точности наблюдений.

Такие регионы, как Санторини в Греции или Йеллоустоун в США, могут выиграть от новой методики. Алгоритм поможет выявить скрытые зоны напряжений, предсказывать развитие трещин и оценивать вероятность будущих землетрясений.

Плюсы и минусы применения ИИ в сейсмологии

3 факта о Флегрейских полях

1. Название "Кампи Флегрей" переводится с латинского как "пылающие поля" — из-за постоянного выделения газов и тепла из недр.
2. После извержения 1538 года образовался новый вулкан Монте-Нуово — он вырос за считанные дни.
3. С 1950-х годов здесь действует одна из старейших сейсмостанций Европы, непрерывно наблюдающая за активностью кальдеры.

Исторический контекст

Флегрейские поля известны с античных времён: именно здесь, по легенде, римляне верили, находится вход в подземный мир. В Средние века эта территория считалась "вратами ада". В 1980-х годах, когда земля под Поццуоли поднялась более чем на три метра, тысячи людей были вынуждены покинуть свои дома. С тех пор Кампи Флегрей стал лабораторией для изучения природных катастроф.

Современные технологии, включая спутниковый мониторинг, GPS и машинное обучение, позволяют видеть то, что раньше было скрыто глубоко под землёй. Но, как признают сами исследователи, ИИ пока лишь инструмент, а не предсказатель будущего. Главная цель — понять, как работает этот сложный организм, чтобы научиться жить рядом с ним безопасно.