本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,僅反映作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
隨著 Twitter 和 Facebook 等服務觸手可及,網際網路使人們比以往任何時候都更容易分享他們的個人經歷。在某些方面,這種資訊對科學家有何用處可能並不明顯——例如關於橙汁用完或不得不在商店排隊的狀態更新。但是,這種關於數百萬人的行為和經歷的資訊集合(通常隨著事件的發生而更新)已成為許多科學家的重要新資源。研究人員甚至研究了 Facebook 狀態和推文,以瞭解公眾情緒波動對股市的影響以及人們如何對待自己的牙痛。
一組科學家發現,這種來自世界各地的最新資訊的新資源特別有用:研究地震的科學家。
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傳統上,地震是使用遍佈世界各地的地震儀等科學儀器進行研究的。這些儀器以精確的方式測量地球表面的運動,幫助我們瞭解哪些斷層發生了移動,在哪裡、何時以及移動了多少。
但是對於地震,除了地面的精確運動之外,還有許多重要的事情需要了解。科學家、救援隊和像您一樣的人們想知道哪裡震動最強烈以及發生了多少破壞。他們還想盡可能快地知道地震何時發生,以儘量防止人員受傷。
當地震發生時,地殼運動釋放的能量以地震波的形式傳播。這些波的強度和方向是您在地震期間看到的震動的原因。隨著這些波浪離地震的起始點越來越遠,它們會變得越來越弱。但是這些波可以在短短幾分鐘內引起數百英里外的震動。
在過去的八年中,一個相當出乎意料的新資訊來源開始提供關於地震的驚人細節,幾乎與地震發生的速度一樣快:Twitter。
Twitter 是一項服務,允許使用者使用網際網路向人群傳送和接收名為“推文”的短訊息。當發生像地震這樣的事件時,成千上萬的人會迅速釋出關於它的推文,以至於人們在感受到地震本身的震動之前就已經收到了關於地震的推文。
幾十年來,科學家們一直試圖開發工具,以便在地震發生時警告其所在地區的危險人群。為了做到這一點,科學家們需要能夠識別地震正在發生,並儘可能快地將這種風險傳達給該地區的人們——理想情況下是在地震波到達他們之前。雖然對於離震中最近的人來說這可能是不可能的,但在地震波到達新區域之前的幾秒鐘和幾分鐘內,可能存在機會。因此,推文可能比地震波更快地警告人們地震的可能性引起了很多關注。
根據美國地質調查局的 William Barnhart 博士的說法,科學家們追蹤了推文中使用詞語,以檢視他們是否可以識別地震發生的時間和地點。透過監控傳送的所有包含“地震”和“震動”等詞語的推文,他們能夠在不到一分鐘的時間內識別出可能的地震。然後,使用這些推文中的位置資訊,他們可以識別受災地區的使用者。這對於可能沒有太多地震儀或其他科學儀器的地區尤其重要。
美國地質調查局只是嘗試這樣做的組織之一。他們使用其 Twitter 地震速報 (@USGSted) 在檢測到地震時通知其使用者。2013 年 11 月,Barnhart 博士實際上正在看電視,當時一場地震中斷了俄克拉荷馬州對俄克拉荷馬州立大學的橄欖球比賽。他說,這是首批在傳統儀器之前被 Twitter 程式捕捉到的地震之一。
另一組研究人員追蹤了與地震相關的推文的出現,並將它們與 2011 年 8 月 23 日弗吉尼亞州地震的地震波速度進行了比較,如下面的影片所示。雖然只有少數情況下推文在震動發生之前到達人們手中,但這對於一項旨在讓人們與朋友分享狀態更新的服務來說,是一個重要且出乎意料的結果。
除了他們的 Twitter 地震速報之外,美國地質調查局多年來一直使用網際網路從感受到震動的人們那裡收集關於地震的資訊。透過他們的“您感覺到了嗎?”網站,任何人都可以填寫關於他們經歷的調查問卷。該調查的量表不需要任何精密的科學裝置。“相反,”Barnhart 博士說,“人們回答關於他們自己經歷的問題,以描述他們所在地區震動的強度。他們的燈在搖晃嗎?窗戶破了嗎?他們的傢俱移動了嗎?”
這些報告有助於衡量一種稱為“宏觀地震烈度”的指標。這種烈度不是像著名的里氏震級那樣測量地震釋放的能量,而是根據實際在那裡的人們的觀察結果,側重於震動的強度。
科學家們儘可能多地使用科學儀器收集資訊,但像宏觀地震烈度這樣的測量方法在可能根本沒有儀器的地區很有幫助。2003 年在加利福尼亞州,超過 14,000 人在地震發生後幾個小時內在“您感覺到了嗎?”網站上報告了他們的經歷。這使研究人員能夠比較地震從郵政編碼到郵政編碼甚至從社群到社群的影響——比該地區的地震儀所能提供的更近距離的觀察。
Barnhart 博士解釋說,政府組織也使用這些資訊來決定地震發生後是否應該派出援助。這可能是為孤立無援的人們提供的食物和水,甚至是派往受損非常嚴重的地區的搜救隊。
即使地震附近的人們根本沒有感覺到任何震動,科學家們也需要知道。這些調查可能不是最初幾分鐘的反應——就像在 Twitter 上一樣——但像您這樣的人在最初幾個小時和幾天內的參與有助於科學家們決定如何在未來幾個月和幾年內最好地研究地震。
您也可以透過 USGS 網站自行訪問這些調查的資訊。您可以找到過去地震的震動地圖,檢視每天世界各地正在發生的地震,甚至可以在每次發生地震時收到傳送給您的電子郵件或簡訊。這再次提醒我們,科學的新方法可能來自意想不到的地方。任何人——甚至您和您的老師、同學或家人——都可以貢獻有價值的資訊,以幫助科學家研究地震等重要事件。
來源
Bollen, J, Mao, H, 和 Zeng, X (2011) Twitter 情緒預測股市。《計算科學雜誌》。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 能否改善地震響應?81(2) p. 246-251doi:10.1785/gssrl.81.2.246
Heaivilin, N, Gerbert, B, Page, JE 和 Gibbs, JL (2011) 透過 Twitter 進行牙痛的公共衛生監測。《牙科研究雜誌》。90(9): 1047-1051. doi: 10.1177/0022034511415273
Konkel, F (2013年2月6日)。推文為美國地質調查局提供地震早期預警。檢索自 http://fcw.com/Articles/2013/02/06/twitter-earthquake.aspx?Page=1
Wald, DJ 和 Dewey, JW (2005年3月) 您感覺到了嗎?公民為地震科學做出貢獻。檢索自 http://pubs.usgs.gov/fs/2005/3016/
圖片/影片來源
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


