Mappa del rumore industriale rilevato negli Stati Uniti contigui. Credito:Los Alamos National Laboratory
Per la prima volta, i sismologi possono caratterizzare i segnali come risultato di alcune attività umane industriali su scala continentale utilizzando il cloud computing. In due articoli pubblicati di recente in Lettere di ricerca sismologica , gli scienziati del Los Alamos National Laboratory dimostrano come il "rumore" precedentemente caratterizzato possa ora essere visto come un segnale specifico in una vasta area geografica grazie a un approccio innovativo all'analisi dei dati sismici.
"Nel passato, i segnali sismici causati dall'uomo a seguito di attività industriali erano visti come "rumore" che inquinava un set di dati, con conseguente rifiuto di dati altrimenti utili, " disse Omar Marcillo, un sismologo del Los Alamos National Laboratory e autore principale dello studio. "Per la prima volta, siamo stati in grado di identificare questo rumore da alcune grandi macchine come un segnale distinto e estrarlo dal set di dati, permettendoci di separare i segnali naturali da quelli antropici."
Lo studio ha utilizzato i dati di un anno provenienti da più di 1, 700 stazioni sismiche negli Stati Uniti contigui. Marcillo ha rilevato circa 1,5 milioni di sequenze di rumore industriale, che corrisponde in media a circa 2,4 rilevazioni al giorno in ciascuna stazione.
"Questo ci mostra quanto sia onnipresente il rumore industriale, " ha detto Marcillo. "È importante che siamo in grado di caratterizzarlo e separarlo dagli altri segnali sismici in modo da poter capire esattamente cosa stiamo guardando quando analizziamo l'attività sismica".
Questi dati sono stati consultati ed elaborati utilizzando il cloud computing, un nuovo approccio che consente una maggiore scalabilità e flessibilità nella ricerca sismologica. L'approccio è dettagliato in un documento complementare, che ha dimostrato come i servizi di cloud computing possono essere utilizzati per eseguire analisi sismiche su larga scala dieci volte più velocemente rispetto al calcolo tradizionale, che richiede il download di dati, immagazzinato, ed elaborati. Utilizzando il cloud computing di Amazon Web Services, i ricercatori sono stati in grado di acquisire ed elaborare 5,6 terabyte di dati sismici compressi in sole 80 ore. Per farlo utilizzando i metodi di calcolo tradizionali ci sarebbero volute diverse settimane.
Marcillo ha affermato che il suo lavoro per caratterizzare il rumore industriale in tutto il paese non sarebbe stato possibile senza questo nuovo approccio al cloud computing. "I miei colleghi ed io avevamo capito come separare il segnale di rumore industriale dal resto del segnale sismico, ma non siamo riusciti a ridimensionarlo, " ha detto. Così Marcillo ha collaborato con Jonathan MacCarthy per trovare un modo per espanderlo per coprire una vasta area geografica; il cloud computing è stata la risposta. È anche abbastanza flessibile da adattarsi alle esigenze in continua evoluzione di molte applicazioni di ricerca, compresa la velocità di elaborazione, requisiti di memoria, e diverse architetture di elaborazione.
"La sismologia è un campo ricco di dati, " disse MacCarthy, autore principale dell'articolo sull'approccio basato su cloud. "In precedenza, i dati sismici dovrebbero essere scaricati ed elaborati da ogni singolo ricercatore. Il cloud computing consente di archiviare tutti questi dati in un unico posto, e per i ricercatori di accedervi e lavorarci facilmente in un modo basato sulla comunità. È uno sviluppo enorme e ha il potenziale per trasformare totalmente il modo in cui viene svolta la ricerca sismologica su grandi set di dati".