「IBM Watson」は(いまのところ)火山噴火を予測することはできない

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IBMが新たに地震噴火予知事業に参入することを発表した。しかし世界最先端の人工知能技術をもってしても、火山活動を予知することはまだ難しい。大量のデータからパターンを見つけることは可能だが、そもそもそのデータを集められないという問題に直面しているのだ。

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2015年11月下旬、IBMは地震噴火予知事業に参入すると大々的に発表している。この事業が成功すれば、大変な価値をもつことになる。しかし、これはみんながやりたがる仕事ではないというのが実際のところだ。なぜなら地質学者たちが、火山噴火や地震の引き金が何なのかを、まだ理解していないからだ。

噴火につながる兆候は、わたしたちの足元のはるか地下深くで起きるため、それを直接観察することはできない。そしてデータがなければ、どのようなモデルも正確には機能させるのは難しい。

IBMとその研究者たちは最近、最も精密で(そしておそらく最も正確な)地球のマントルの流れのモデルによってゴードン・ベル賞を受賞した。彼らの狙いは、「IBM Watson」のモデルによって推測されるプレートの動きから、いつ、どこで地震や噴火が発生するかを予測することである。研究ではプレートテクトニクスが非常に簡略化され、すべてが合理的なようにみえる。

まったく違う地震と噴火のメカニズム

地殻の内側にあるマントルは、鉄とマグネシウムを多く含んだ岩の層である。その上部100Kmメートル(岩石圏)は個体で、地表の付近が地球の地殻変動の要因になっている。その層の下では、マントルは可塑性をもっている(溶けているわけではない)ため、水平または垂直の流れを生み出す。科学者は主に熱によって、マントルが上昇する場所と、沈み込む場所があり、マントルの流れがプレートの動きを引き起こしていると考えている。

学説では、互いにすれ違ったり、離れたり、ぶつかったりしているプレートの動きが、地震の根本的な原因とされている。そのため、マントルの流れによってプレートがどのように動き、どこに負荷がかかっているかに基づいたモデリングは、地震がいつどこで発生するかを予測するのを助けてくれている。

しかし、火山噴火はさらに複雑だ。なぜなら噴火は、マントルの流れと直接の関係がないからである。マントルの上昇や古い海洋性地殻の上昇や沈み込みは、マグマ生成の原因となるが、マグマは地上にむけて上昇すると独自の活動を始める。

噴火の直接の原因には、火山の下のマグマの供給の割合、火山にかかる局地的な負荷、マグマのガス含有量、マグマの純度、その他多くの指標がある。いまのところわたしたちは、火山が正確にいつ噴火するかの長期的な(月、あるいは年単位での)予測にはまだたどり着いていない。

データが足りない

いまはIBMチームも火山活動を正確に予測できると考えてはいない。しかし、Watsonに大量のデータを入力し、スーパーコンピューターを使えばこれまで見過ごされてきた地殻のノイズにパターンを見つけることができると考えている。

その研究のためには、直接収集することのできない大量のデータが必要だ。このモデルの情報を集めるには、地殻にかかる負荷や地下深い場所にあるマグマのガス含有量や、火山の下で結晶と混ざり合うマグマの温度を測るセンサーがいる。

IBMの計画を報じた記事によると、気象分析とは違い、地質の分析はセンサーの値を読むだけというわけにはいかない。なぜならそれらのセンサーは、地下深くの出来事を捉える必要があるからだ。地表にたくさんのセンサーを置くことはできるが、実際にマグマの活動を理解、さらには予測しようとするならば、地下数Kmで湧き上がるマグマにより近い場所にセンサーを置かなくてはいけない。

ある意味、地質システムは地球の地殻の特徴から考えても、わたしたちにとって最も理解し難いものだ。わたしたちは、その実現の手がかりか、あるいは地下深くで起きていることの間接的な証拠は掴みかけているように思える。しかし今日、数10Km以上の地球の地下深い場所は、冥王星よりも近づきにくい場所と言えるだろう。

わたしたちは地質学者たちがIBMのマントルモデルや地球観測網を使って実験を重ね、この惑星に隠された謎を解き明かすことを大いに期待し続けるべきだ。ワトソンは次の巨大噴火を予測することはできないだろう、しかし、わたしたちの住む惑星の内部について新たな知識をもたらしてくれるはずだ。

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