La sismologia ha un problema con i Big Data. I sismologi della Northwestern University pensano che i cittadini comuni siano la soluzione.

Questo inverno, un team nordoccidentale di studenti e docenti ha lanciato "Detective sismico, " un progetto interattivo che sollecita l'aiuto dei volontari per ordinare i dati delle decine di migliaia di sismogrammi del mondo. Ordinando e classificando i terremoti, tremori e rumori di fondo costanti registrati in finestre temporali particolarmente interessanti, i volontari possono aiutare i ricercatori a comprendere meglio gli eventi sismici e le condizioni in cui si verificano.

"Classificare questi dati ci aiuterà a dipingere un quadro più completo di quando terremoti più grandi possono innescare altri più piccoli o tremori, " ha detto Suzan van der Lee, un sismologo e professore di scienze della Terra e planetarie al Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern. "Poi possiamo imparare quali condizioni sono favorevoli e quali fattori devono allinearsi per consentire che si verifichino, che alla fine potrebbe anche informare il contrario di come i piccoli eventi sismici interagiscono con quelli grandi".

Vivian Tang ha concepito il progetto dopo aver collaborato per un anno con Kevin Chao, studioso di data science presso il Northwestern Institute on Complex Systems ed esperto di attività sismica innescata dinamicamente. I dati raccolti dai sismogrammi di tutto il mondo sono già raccolti in un gigantesco archivio ad accesso aperto. Tang si è sentito ispirato quando ha pensato alle intuizioni nascoste sepolte all'interno di tutti quei dati ma sopraffatto dal pensiero di scavare attraverso di essi.

"C'è stata un'esplosione di dati in sismologia, " disse Tang, un sismologo e Ph.D. candidato nel laboratorio di Van der Lee. "Ci sono troppi dati da esaminare, ecco perché ho voluto avviare un progetto di scienza cittadina che richiede l'aiuto di volontari".

Per rendere il progetto user friendly, Tang ha collaborato con il collega Northwestern Ph.D. candidato Boris Rösler, che ha scritto il codice del computer che ha trasformato le frequenze sismiche in toni udibili. I sismogrammi registrano continuamente i minimi movimenti della superficie terrestre con una serie di linee ondulate. Ad un occhio inesperto, è quasi impossibile accertare quali linee sono causate da una scossa e quali forse da un temporale, albero che cade, animale errante o un treno della metropolitana che passa.

Trasformando queste linee ondulate in file audio, il team della Northwestern ha reso molto più facile per i volontari classificare i tipi di eventi. Tutto quello che devono fare è ascoltare le differenze tra i suoni. Con un terremoto, Per esempio, c'è un improvviso rilascio di energia che suona come una porta che sbatte. un tremito, d'altra parte, è un lento rilascio di energia che può suonare più come un treno che romba sui binari. Poi c'è rumore di fondo, che può suonare come qualsiasi cosa, da una balena a "alieni" a un fischio.

Dopo aver seguito un breve tutorial online, i volontari imparano come classificare questi suoni e ordinarli dai rumori ambigui causati dalla costruzione, venti forti o anche partite sportive rumorose.

"Con i file audio, i volontari non devono essere sismologi o geologi, " ha detto Tang. "Possono semplicemente ascoltare questi file da qualsiasi luogo e distinguere se si tratta di un terremoto, tremore o solo rumore di fondo."

"Sembra che le nostre orecchie possano sentire molto di più di quanto i nostri occhi possano vedere, " ha aggiunto Van der Lee.

Finora, quasi 900 volontari stanno lavorando per classificare più di 16, 000 suoni. Dopo che un file è stato classificato da almeno 10 persone, allora il caso si considera chiuso. Il team di Earthquake Detective si sta inizialmente concentrando sugli eventi sismici in Nord America, ma continuerà ad aggiungere file audio al sito Web man mano che il progetto cresce.

Dopo che i volontari hanno classificato dati sufficienti, sismologi e data scientist possono inserire i dati in modelli sismici che potrebbero aiutare gli scienziati a capire meglio come, dove, quando e perché avvengono i terremoti.