AI正让科学家发现数百万从未察觉的微型地震，重绘地下断层图，并加速地震预警与余震预测，地球的心跳正被算法重新解读。
当俄罗斯堪察加半岛在七月迎来十年来最强地震时，全球的地震学家几乎在瞬间得知。传感器捕捉震动、信号上传云端、警报自动生成——整个过程不过数秒。
如今，人工智能正把这一切推向一个全新的速度与深度。借助机器学习，地震学不再只是“监听地球的心跳”，它正在重新定义人类对地震发生机制的理解。
在过去的几年里，AI帮助科学家在地震活跃区的数据中，识别出数百万个过去未曾被人类注意到的微型地震。这些新数据正在扩展地震目录，让研究者能更清晰地绘出地下断层的真实轮廓，也为未来的风险评估提供了更精准的依据。
更令人振奋的是，一些团队甚至开始用AI来预测大地震后的余震数量和分布——让地震预报不再仅是概率游戏。
哈佛大学地震学家Mostafa Mousavi说：“机器学习就像为地球打开了一扇新的窗。”
地震的诞生始于地壳深处。当地球板块彼此摩擦、挤压、积蓄能量，最终突破临界点时，断层破裂，震波席卷四方。这些能量被遍布全球的地震仪记录下来。如今，传感技术的爆炸式发展让数据量急剧增长——从光纤网络中的微小震动到手机中的加速度计，都在为地球“做心电图”。
几十年前，科学家还要手动分析这些信号，逐帧识别地震波的起点。而现在，数据多到人类根本无法逐一处理。Mousavi说：“如今，几乎唯一的办法就是依靠自动化处理。”
AI登场后，第一个革命性突破便是“相位识别”——也就是精确判断地震波到达的时间。过去，研究者要一张张地震图地找波峰波谷，如今算法能在几秒内完成相同的工作。
机器学习不仅比人快，还能识别出各种不同类型的震动信号。训练于大量历史地震数据的模型，能从嘈杂的数据流中分辨出细微震动。如今，这种方法已经成为标准做法，“机器学习”甚至不再需要在论文标题中提及——大家默认它的存在。
AI最耀眼的成果之一，是扩展地震目录。所谓地震目录，就是一地区在特定时间内的所有地震记录。而AI能发现的人类漏掉的事件，数量多出几个数量级。
瑞士地震学家Leila Mizrahi解释说：“有些地震小到人眼根本看不见，或者根本没有时间去逐个确认。”AI能从背景噪声中找出那些几乎被淹没的“地球细语”。
2019年，《Science》的一项研究用AI扫描了南加州十年间的地震数据，发现了超过150万次此前无人察觉的微震。它们虽小到人类感觉不到，但揭示了断层活动的微观规律。
Mousavi指出，这些微型地震是理解大地震的关键窗口。大型地震可能百年一遇，但小地震几乎每天都在发生。研究这些“小地震群”的分布，就像提前窥见地壳何处正在积蓄能量。
在2022年的一项研究中，地震学家Yongsoo Park带领团队利用机器学习，绘制了俄克拉荷马与堪萨斯地区的地震分布图。AI不仅识别出更多地震，还揭示了原本未被发现的地下断层结构。这让他们能更精准地预测石油注水作业可能引发的地震风险。
Park团队甚至发现，约80%的大地震都曾被更早发生的小地震“预告”过。“如果我们能持续监测这些小震，就可能提前发现隐藏的断层。”Park说。
类似的研究如今遍布全球。2024年台湾7.3级地震后，当地团队在一天内就用AI生成了新的地震目录，其完整度是人工分析的五倍。这让科学家第一次如此清楚地看到地下断层的方向与深度，也帮助防灾机构更精确地评估潜在风险。团队负责人、台湾中研院地震学家黄信华表示：“这样的AI地震目录，将成为未来所有地震带地区的标准。”
然而，AI在“预测未来”这一步上，还远未完美。
地震预测是一门极难的艺术。传统方法依赖对历史数据的统计分析，比如计算过去地震与余震的关联模式。但这些模型往往对罕见大地震无能为力，因为缺乏足够样本。
科学家尝试用AI算法进行预测，希望它能在复杂模式中找出蛛丝马迹，但目前表现仅与传统方法持平，还谈不上超越。Mousavi在《Physics Today》上写道：“AI暂时还没打破旧有瓶颈。”
不过，也有一些希望的火光。Mizrahi正在尝试用AI在大地震后几分钟内生成余震预测。她训练AI模仿传统统计方法，结果发现速度大幅提升——能在灾后关键的“黄金时间”内提供判断。她笑说：“我们还在评估结果是否令人满意，但这已经是巨大进步。”
未来，AI或许能在地震预警、地表运动估算等更多环节发挥作用。比如在地震刚发生的几秒内，预测地面将如何晃动，为紧急响应赢得时间。但这类系统目前只存在于少数地区，如加州与日本。
Park提醒道，AI的强大并不意味着可以盲目信任。科学家必须严格控制质量，确保自己真正理解算法的输出，而不是被它误导。
尽管如此，地震学界普遍认为AI的时代已经到来。Mizrahi说：“我们正在路上。”
AI让地球变得“可读”。它听见人耳听不见的震动，捕捉地壳深处的呼吸，也在一点点逼近那场无法预测的崩裂时刻。也许有一天，当地球的心跳再次失序，人类将不再全然措手不及。
本文译自 Popular Science，由 BALI 编辑发布。
2025王摸鱼秋款卫衣，玩梗系列