Projektrekrutter hjælper fra borgerforskere til at klassificere seismiske begivenheder

Seismologi har et Big Data -problem. Northwestern University seismologer tror, ​​at hverdagslige borgere er løsningen.

Denne vinter, et nordvestligt team af studerende og fakulteter lancerede "Earthquake Detective, "et interaktivt projekt, der anmoder om hjælp fra frivillige til at sortere skår af data fra verdens titusinder af seismogrammer. Ved at sortere og klassificere jordskælv, rystelser og konstant baggrundsstøj registreret inden for særligt interessante tidsvinduer, frivillige kan hjælpe forskere med bedre at forstå seismiske begivenheder og de betingelser, de opstår under.

"Klassificering af disse data hjælper os med at tegne et mere komplet billede af, hvornår større jordskælv kan udløse mindre eller rystelser, "sagde Suzan van der Lee, en seismolog og professor i jord- og planetvidenskab i Northwestern's Weinberg College of Arts and Sciences. "Så kan vi lære, hvilke forhold der er gunstige, og hvilke faktorer der skal justeres for at tillade dem at ske, som i sidste ende også kan informere omvendt om, hvordan små seismiske begivenheder interagerer med store. "

Vivian Tang udtænkte projektet, efter at hun i et år havde samarbejdet med Kevin Chao, en datavidenskabelig forsker i Northwestern Institute on Complex Systems og en ekspert i dynamisk udløst seismisk aktivitet. Data indsamlet fra seismogrammer rundt om i verden er allerede samlet i et gigantisk arkiv med åben adgang. Tang følte sig inspireret, da han tænkte på de skjulte indsigter, der var begravet inden for alle disse data, men overvældet af tanken om minedrift gennem det hele.

"Der har været en dataeksplosion inden for seismologi, "sagde Tang, en seismolog og ph.d. kandidat i Van der Lees laboratorium. "Der er bare for mange data til at se igennem, derfor ville jeg starte et borgervidenskabeligt projekt, der anmoder om hjælp fra frivillige. "

For at gøre projektet brugervenligt, Tang gik sammen med andre nordvestlige ph.d. kandidat Boris Rösler, der skrev computerkode, der transformerede de seismiske frekvenser til hørbare pladser. Seismogrammer registrerer kontinuerligt de små bevægelser af Jordens overflade med en række snirklende linjer. For et utrænet øje, det er næsten umuligt at fastslå, hvilke linjer der er forårsaget af en rysten, og hvilke der måske er fra en storm, faldende træ, strejfende dyr eller et metrotog, der ruller forbi.

Ved at omdanne disse snirklende linjer til lydfiler, det nordvestlige team gjorde det meget lettere for frivillige at klassificere typer af begivenheder. Det eneste de skal gøre er at lytte til forskellene mellem lyde. Med et jordskælv, for eksempel, der er en pludselig frigivelse af energi, der lyder som en smækkende dør. En rysten, på den anden side, er en langsom frigivelse af energi, der mere kan lyde som et tog, der rumler over spor. Så er der baggrundsstøj, som kan lyde som alt fra en hval til "aliens" til en fløjte.

Efter at have gennemgået en kort online tutorial, frivillige lærer at klassificere disse lyde og sortere dem fra tvetydige lyde forårsaget af konstruktion, stærk vind eller endda høje sportskampe.

"Med lydfilerne, frivillige behøver ikke at være seismologer eller geologer, "Sagde Tang." De kan bare lytte til disse filer fra hvor som helst og skelne om det er et jordskælv, rysten eller bare baggrundsstøj. "

"Det ser ud til, at vores ører kan høre meget mere, end vores øjne kan se, "tilføjede Van der Lee.

Indtil nu, næsten 900 frivillige arbejder på at klassificere mere end 16, 000 lyde. Efter at en fil er klassificeret af mindst 10 personer, så anses sagen for afsluttet. Earthquake Detective -teamet fokuserer i første omgang på seismiske begivenheder i Nordamerika, men vil fortsat tilføje lydfiler til webstedet, efterhånden som projektet vokser.

Efter at frivillige har klassificeret nok data, seismologer og dataforskere kan indsætte dataene i seismiske modeller, der kan hjælpe forskere med bedre at forstå, hvordan hvor, hvornår og hvorfor jordskælv sker.