인공지능(AI)으로 허리케인을 예측하는 것처럼 지진을 정확히 예측한다

인공지능으로 허리케인을 예측하는 것처럼 지진을 정확히 예측한다

인데일리 2016.10.08 박영숙 세계미래회의 한국대표

http://indaily.co.kr/client/news/newsView.asp?nBcate=F1002&nMcate=M1004&nScate=1&nIdx=31704&cpage=1&nType=1

 

 

<중략>이미지

 

뉴질랜드의 크라이스트처치 대성당이 대진진으로 파괴되고 첨탑이 땅에 떨어졌다는 뉴스를 모두가 보았다. 진도 6.3의 지진으로 인해 도시는 돌무더기로 변했으며 185명이 목숨을 잃었다. 한 도시가 예측할 수 없는 순간에 급격하게 흔들린다는 것은 생각만 해도 으스스한 일이다.

 

불행히도 2011년 크라이스트처치 지진은 최근 지구를 뒤흔들었던 수십 개의 지진 중 하나에 불과하며 상당수 지진은 이보다 더욱 파괴적이었다. 아마 가장 강력한 지진은 2011년 3월의 일본 후쿠시마에서 핵발전소 폭발을 일으킨 진도 9.0의 강진이었을 것이다. 작년에 네팔에서는 진도 7.8의 지진이 일어나 카트만두를 완전히 파괴했으며 약 9,000명이 목숨을 잃었다. 2010년 아이티에서 일어난 진도 7.0의 지진으로 놀랍게도 22만 명이 희생되었으며 64,000명 이상의 난민이 발생되었다.

 

이러한 대재난을 목격하게 되면 지구 표면의 작은 움직임도 우리 스스로가 작은 존재로 느껴진다. 지진은 비극적이고 피명적인 재난이지만 지구로 볼 때는 그저 판 구조의 작은 위치조정에 불과하며 지난 수백 년간 지속되고 있는 과정일 뿐이다. 가장 우리를 좌절시키는 것은 지진에 대해 일어나고 난 후의 조치 외에는 완전히 아무 것도 할 수 없다는 점이다.

 

그러나 우리가 뭔가를 할 수 있다면? 다음에 도시를 뒤흔들 지진이 언제, 어디에서 일어날지 알게 되어 준비할 수 있는 시간이 있다면? 과학자들은 반도체 물리학과 인공지능을 결합하여 지진 예측 방법을 연구하고 있다. 물리학적 구성요소는 암석권 대기 전리층(lithosphere-atmosphere-ionosphere) 커플링 메커니즘으로 알려져 있다.

 

우리는 대기(atmosphere)를 지구를 둘러싼 산소와 기타 기체의 거대한 방울로 알고 있다. 암석권(lithosphere)은 암석으로 구성되어 있는 지각 표층부를 말하며 지표와 상부 맨틀로 구성되어 있다. 전리층(ionosphere)은 대기의 상층부로서 대류권과 성층권 위에 있으며 중간권(mesosphere)과 열권(thermosphere)과 중첩된다.

 

지구의 대기층(atmospheric layers)

 

전리층의 태양복사는 전자가 분리될 수 있도록 충분한 에너지를 원자에 전달한다. 전자는 자유 입자(free particle)처럼 행동하며 원자는 이온이 되어 양전하를 띤다. 전리층은 지금 지진 예측 방법의 주된 역할 뿐만 아니라 자기파를 반향시켜 전파 통신을 가능하게 하기 때문에 중요하다. 전리층은 태양 복사의 양에 의해 줄어들거나 늘어난다. 그래서 특정지역의 전리층은 밤보다 낮에 더 크다.

 

지진과의 관계

 

<중략>

 

증명

 

<중략>

 

인공지능의 도입

 

머신러닝의 힘을 이용하여 좀 더 일찍 신뢰할 수 있는 지진 예측 모델을 만들 수 있다. 패턴을 형성하기 위해 전리층 활동과 지진과의 충분한 연관 데이터가 수집되면 이를 실시간 데이터와 매치시킬 필요가 있다. 이러한 예측을 위해서는 엄청난 양의 데이터가 분석되어야 하므로 현대적인 패턴인식 없이는 불가능할 것이다. IBM의 왓슨과 같은 슈퍼컴퓨터는 짧은 시간 내에 테라바이트 규모의 데이터를 꼼꼼하게 살펴 추려낼 수 있다. 만약 사람이 하는 경우 2주일 이상 걸릴 일을 10초 이내에 처리할 수 있다.

 

지오코스모(GeoCosmo)와 테라사이즈믹(Terra Seismic)과 같은 회사들은 암석권 대기 전리층 커플링 데이터와 지하수위, 대지 전도율을 결합하여 지진예측 알고리즘을 개발하고 있다.

 

<중략>

 

<중략>동영상

 

미래의 희망

 

도호쿠 지진이 일어났을 때 도쿄 주민들은 일본 지진조기경보시스템에 의해 1분 안에 경고를 수신했다. 고속열차와 공장 조립라인은 멈추었고 빌딩은 소개되었다. 그럼에도 불구하고 일본 경찰청이 발표한 총 사망자 수는 15,891명에 이르렀다.

 

만약 일본 국민들에게 3일 전 또는 일주일 전에 지진을 예보할 수 있었다면 희생자 수는 얼마나 줄일 수 있었을까? 이 지진의 경우 대부분의 사망자는 쓰나미에 의해 발생되었다. 지진을 예보할 수 있다 하더라도 지진으로 발생되는 모든 결과까지 예측할 수 있는 것은 아니다. 그러나 물리학과 인공지능이 지진 예측능력을 더욱 정확하게 만들 수 있다면 많은 생명을 구할 수 있을 것이고 후쿠시마와 같은 재난은 피할 수 있었을 것이다.