Дослідник з Університету Цукуби використав штучний інтелект, щоб реконструювати рух мантії Землі, спираючись лише на дані з поверхні та сучасний розподіл температури. Про це повідомляє Phys.
Мантія — це масивний шар між корою та ядром, який становить понад 80% об'єму планети. Її речовина рухається дуже повільно, всього на кілька сантиметрів на рік, але саме цей рух визначає тектоніку плит, землетруси й вулканізм. Проте вчені не можуть безпосередньо спостерігати за процесами в глибоких шарах, тому змушені відновлювати їх за непрямими ознаками.
У новому дослідженні застосовано фізично інформовану нейронну мережу (PINN), яка, на відміну від класичних моделей машинного навчання, враховує фундаментальні фізичні закони — рівняння перенесення тепла та руху речовини. Це дозволяє поєднати різні типи геофізичних даних у єдину модель, навіть якщо частина інформації недоступна.
На першому етапі дослідник перевіряв метод на комп'ютерних симуляціях двовимірної теплової конвекції. Моделі надавали лише штучно створені спостереження руху поблизу поверхні та сучасний температурний розподіл, але не давали відомостей про минулі температури чи рух у глибоких шарах. Незважаючи на це, ШІ вдалося з високою точністю відновити приховані параметри, використовуючи лише непрямі ознаки.
«Модель змогла реконструювати процеси, які безпосередньо спостерігати неможливо», — йдеться у повідомленні Phys.
Такий підхід може стати ключовим для вивчення історії мантії, адже традиційні методи обмежені відсутністю прямих спостережень. Якщо алгоритм покаже ефективність і на реальних геофізичних даних, це допоможе науковцям краще зрозуміти, як змінювалися надра планети упродовж геологічного часу.