#震动!互联网如何改变我们应对地震的方式

随着 Twitter 和 Facebook 等服务触手可及,互联网使人们比以往任何时候都更容易分享他们的个人经历。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


随着人们与智能手机的紧密连接,科学家们有了一种从公众那里获取信息以及向公众发送信息的新方法(图片来源:Tomwsulcer)

随着 Twitter 和 Facebook 等服务触手可及,互联网使人们比以往任何时候都更容易分享他们的个人经历。在某些方面,这种信息对科学家有何用处可能并不明显——例如关于橙汁用完或不得不在商店排队的状态更新。但是,这种关于数百万人的行为和经历的信息集合(通常随着事件的发生而更新)已成为许多科学家的重要新资源。研究人员甚至研究了 Facebook 状态和推文,以了解公众情绪波动对股市的影响以及人们如何对待自己的牙痛。

一组科学家发现,这种来自世界各地的最新信息的新资源特别有用:研究地震的科学家。


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传统上,地震是使用遍布世界各地的地震仪等科学仪器进行研究的。这些仪器以精确的方式测量地球表面的运动,帮助我们了解哪些断层发生了移动,在哪里、何时以及移动了多少。

但是对于地震,除了地面的精确运动之外,还有许多重要的事情需要了解。科学家、救援队和像您一样的人们想知道哪里震动最强烈以及发生了多少破坏。他们还想尽可能快地知道地震何时发生,以尽量防止人员受伤。

四川山区地震破坏情况(图片来源:Sarah C. Behan,美国地质调查局)

当地震发生时,地壳运动释放的能量以地震波的形式传播。这些波的强度和方向是您在地震期间看到的震动的原因。随着这些波浪离地震的起始点越来越远,它们会变得越来越弱。但是这些波可以在短短几分钟内引起数百英里外的震动。

在过去的八年中,一个相当出乎意料的新信息来源开始提供关于地震的惊人细节,几乎与地震发生的速度一样快:Twitter。

Twitter 是一项服务,允许用户使用互联网向人群发送和接收名为“推文”的短消息。当发生像地震这样的事件时,成千上万的人会迅速发布关于它的推文,以至于人们在感受到地震本身的震动之前就已经收到了关于地震的推文。

几十年来,科学家们一直试图开发工具,以便在地震发生时警告其所在地区的危险人群。为了做到这一点,科学家们需要能够识别地震正在发生,并尽可能快地将这种风险传达给该地区的人们——理想情况下是在地震波到达他们之前。虽然对于离震中最近的人来说这可能是不可能的,但在地震波到达新区域之前的几秒钟和几分钟内,可能存在机会。因此,推文可能比地震波更快地警告人们地震的可能性引起了很多关注。

解释推文如何比地震波传播得更快的漫画(图片来源:xkcd.com)

根据美国地质调查局的 William Barnhart 博士的说法,科学家们追踪了推文中使用词语,以查看他们是否可以识别地震发生的时间和地点。通过监控发送的所有包含“地震”和“震动”等词语的推文,他们能够在不到一分钟的时间内识别出可能的地震。然后,使用这些推文中的位置信息,他们可以识别受灾地区的用户。这对于可能没有太多地震仪或其他科学仪器的地区尤其重要。

美国地质调查局只是尝试这样做的组织之一。他们使用其 Twitter 地震速报 (@USGSted) 在检测到地震时通知其用户。2013 年 11 月,Barnhart 博士实际上正在看电视,当时一场地震中断了俄克拉荷马州对俄克拉荷马州立大学的橄榄球比赛。他说,这是首批在传统仪器之前被 Twitter 程序捕捉到的地震之一。

另一组研究人员追踪了与地震相关的推文的出现,并将它们与 2011 年 8 月 23 日弗吉尼亚州地震的地震波速度进行了比较,如下面的视频所示。虽然只有少数情况下推文在震动发生之前到达人们手中,但这对于一项旨在让人们与朋友分享状态更新的服务来说,是一个重要且出乎意料的结果。

除了他们的 Twitter 地震速报之外,美国地质调查局多年来一直使用互联网从感受到震动的人们那里收集关于地震的信息。通过他们的“您感觉到了吗?”网站,任何人都可以填写关于他们经历的调查问卷。该调查的量表不需要任何精密的科学设备。“相反,”Barnhart 博士说,“人们回答关于他们自己经历的问题,以描述他们所在地区震动的强度。他们的灯在摇晃吗?窗户破了吗?他们的家具移动了吗?”

这些报告有助于衡量一种称为“宏观地震烈度”的指标。这种烈度不是像著名的里氏震级那样测量地震释放的能量,而是根据实际在那里的人们的观察结果,侧重于震动的强度。

科学家们尽可能多地使用科学仪器收集信息,但像宏观地震烈度这样的测量方法在可能根本没有仪器的地区很有帮助。2003 年在加利福尼亚州,超过 14,000 人在地震发生后几个小时内在“您感觉到了吗?”网站上报告了他们的经历。这使研究人员能够比较地震从邮政编码到邮政编码甚至从社区到社区的影响——比该地区的地震仪所能提供的更近距离的观察。

Barnhart 博士解释说,政府组织也使用这些信息来决定地震发生后是否应该派出援助。这可能是为孤立无援的人们提供的食物和水,甚至是派往受损非常严重的地区的搜救队。

包含 22,000 份“您感觉到了吗?”回复的震动图示例(来源:USGS)

即使地震附近的人们根本没有感觉到任何震动,科学家们也需要知道。这些调查可能不是最初几分钟的反应——就像在 Twitter 上一样——但像您这样的人在最初几个小时和几天内的参与有助于科学家们决定如何在未来几个月和几年内最好地研究地震。

您也可以通过 USGS 网站自行访问这些调查的信息。您可以找到过去地震的震动地图,查看每天世界各地正在发生的地震,甚至可以在每次发生地震时收到发送给您的电子邮件或短信。这再次提醒我们,科学的新方法可能来自意想不到的地方。任何人——甚至您和您的老师、同学或家人——都可以贡献有价值的信息,以帮助科学家研究地震等重要事件。

来源

Bollen, J, Mao, H, 和 Zeng, X (2011) Twitter 情绪预测股市。《计算科学杂志》。2(1) doi:10.1016/j.jocs.2010.12.007

Earle, P, Guy, M, Buckmaster, R, Ostrum, C, Horvath, S, Vaughn, A (2010) 天哪!地震!Twitter 能否改善地震响应?81(2) p. 246-251doi:10.1785/gssrl.81.2.246

Heaivilin, N, Gerbert, B, Page, JE 和 Gibbs, JL (2011) 通过 Twitter 进行牙痛的公共卫生监测。《牙科研究杂志》。90(9): 1047-1051. doi: 10.1177/0022034511415273

Konkel, F (2013年2月6日)。推文为美国地质调查局提供地震早期预警。检索自 http://fcw.com/Articles/2013/02/06/twitter-earthquake.aspx?Page=1

Wald, DJ 和 Dewey, JW (2005年3月) 您感觉到了吗?公民为地震科学做出贡献。检索自 http://pubs.usgs.gov/fs/2005/3016/

图片/视频来源

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Young_people_texting_on_smartphones_using_thumbs.JPG?uselang=en-gb

http://gallery.usgs.gov/images/03_25_2009/hm15GsrFEy_03_25_2009/large/IMG_5098.JPG

http://xkcd.com/723/

https://www.youtube.com/watch?v=XJ1EQbmJ_LQ from Harvard's Harvard’s Complexity and Social Networks blog

https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/dyfi/events/nc/40148755/us/index.html

Amanda Baker is a science communicator and outreach advocate. She has a geoscience PhD from Cornell University and has managed open-access, academic journals as well as the outreach journal Frontiers for Young Minds. She is currently writing and editing science content for kids, from curriculum materials to magazines like Smore. She has served as a Science Olympiad national event supervisor and taught a first-year writing seminar on sustainable earth systems while at Cornell.

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