Bisakah AI membantu kita memprediksi letusan gunung berapi?

Pada tahun 2019, gunung berapi di Whakaari/Pulau Putih di Selandia Baru meletus, menewaskan 22 orang.

Letusan tersebut mendorong peneliti gunung berapi Dr Alberto Ardid dan Dr David Dempsey, dari University of Canterbury, Selandia Baru, untuk melihat apakah mereka dapat membantu mengurangi risiko orang-orang diambil lagi oleh gunung berapi. Dalam sebuah kertas diterbitkan malam di koran Komunikasi Alampasangan ini menawarkan sistem peringatan dini jenis baru yang menggunakan pembelajaran mesin.

Bagaimana Anda tahu kapan itu akan meledak?

Ardid membandingkan lebih dari 40 tahun data seismik dari enam gunung berapi, tiga di Selandia Baru dan tiga di Alaska. Dia ingin melihat apakah ada sinyal yang sama yang dimiliki oleh gunung berapi sebelum mereka meledak.

“Gunung berapi Selandia Baru memiliki sinyal yang sama yang terjadi sebelum letusan,” kata Ardid. “Kami melihat pola umum dalam lima letusan Whakaari terakhir selama 12 tahun terakhir, kami juga melihatnya sampai batas tertentu, pada letusan Ruapehu pada tahun 2006 dan 2007 dan juga di Tongariro pada tahun 2012.”

Sebelum masing-masing letusan ini, segel akan terbentuk di puncak gunung berapi, memungkinkan tekanan untuk membangun, akhirnya mengarah ke letusan. Kecerdasan buatan yang digunakan Ardid mampu mengidentifikasi kapan proses ini terjadi.

Meskipun mendapatkan sinyal yang jelas untuk gunung berapi Selandia Baru, rekan-rekan mereka di Alaska lebih tidak dapat diprediksi.

Ardid menjelaskan: “Gunung berapi Selandia Baru memiliki sistem hidrotermal yang berkembang dengan baik di bawah tanah yang berada di bawah kawah – kami menyebutnya gunung berapi basah. Dan metode ini tampaknya bekerja sangat baik untuk mereka.

Tanda-tanda peringatan letusan mulai muncul sekitar tiga minggu sebelum kejadian, dengan sinyal terkuat terjadi beberapa hari sebelumnya, kata Dempsey.

“Apa yang belum kami lakukan adalah mempertimbangkan pertanyaan tentang seberapa jauh ke depan jendela kekhawatiran yang meningkat untuk letusan itu.”

Bagaimana pola ini ditemukan?

Dempsey menjelaskan bahwa algoritme pembelajaran mesin sangat efektif ketika Anda tidak tahu pola apa yang Anda cari dalam data, tetapi ia menduga ada pola.

“Itu menjadi teknik brute force, di mana itu [the artificial intelligence] memiliki perpustakaan besar dari pola yang mungkin dan itu baru saja mulai melalui semuanya, memeriksa data 40 tahun, ”jelas Dempsey.

“Anda akan membutuhkan ratusan ilmuwan untuk mempelajarinya jika Anda harus melakukannya dengan tangan.”

Akankah kita segera memiliki sistem peringatan dini yang baru untuk gunung berapi?

Sistem pengujian yang mencari pola-pola ini sudah beroperasi di Whakaari, gunung berapi yang meletus secara tragis pada tahun 2019.

“Anda ingin memiliki kepercayaan pada sistem ini sebelum Anda menggunakannya, tetapi saya akan mengatakan bahwa kemampuan untuk menggunakannya sudah ada di sana,” kata Dempsey.

Bagaimana metode ini akan diintegrasikan ke dalam sistem peringatan yang ada masih harus ditentukan.

Ardid sekarang menargetkan gunung berapi di seluruh dunia, untuk melihat apakah deteksi pola ini dapat digunakan untuk memperingatkan letusan gunung berapi basah di seluruh dunia.

“Kami mencoba untuk mencari jika pola ini terjadi sebelum letusan di luar negeri, kami menemukan bahwa mereka terjadi di gunung berapi di Indonesia, Islandia dan Guatemala,” katanya. “Kami baru saja memulai penelitian tentang gunung berapi di perbatasan Chili dan Argentina di Amerika Selatan, di mana kami juga menemukan sinyal yang cukup jelas.”