Vulkanausbrüche: Künstliche Intelligenz warnt früher vor der Katastrophe

Die Aktivität von Vulkanen wird aktuell vor allem durch Sensoren im Boden überwacht. Diese anzubringen und regelmäßig zu warten, ist allerdings oftmals keine ganz leichte Aufgabe. Nicht zuletzt deshalb sind die Kosten dieser bodengestützten Überwachung recht hoch. Die wiederum ist der Grund dafür, dass bei als erloschen geltenden Vulkanen auf den Einsatz der Technik verzichtet wird. Ganz ungefährlich ist dies nicht. So brach in Chile im Jahr 2008 der Vulkan Chaitén aus – nachdem er zuvor 8.000 Jahre lang als inaktiv galt. Tatsächlich ist die Situation aber noch komplizierter. Denn auch rund die Hälfte der noch aktiven Vulkane wird nicht mithilfe von Sensoren überwacht. Unter Umständen kann dies dazu führen, dass sich anbahnende Ausbrüche zu später erkannt werden. Dadurch verzögert sich dann logischerweise auch die Warnung an die dort lebende Bevölkerung. Ein KI-basiertes System soll hier nun für Verbesserungen sorgen.

Einer der Vulkane in Tansania: Der Mount Meru Bild: By User:Toksave (contributed by the photographer) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons

Die künstliche Intelligenz wurde mit computergenerierten Bildern trainiert

Grundsätzlich lassen sich vor dem Ausbruch von Vulkanen in aller Regel sogenannte Vorläufersignale beobachten. Dabei handelt es sich um markante Veränderungen, die teilweise schon Jahre vorher auftreten können. Beispiele wären etwa Bodenverformungen, Gasaustritte oder lokal steigende Temperaturen. Forscher der TU Berlin setzen nun darauf, dass sich die meisten dieser Vorläufersignale nicht nur direkt vor Ort, sondern auch aus dem All, messen lassen. Dazu wurden verschiedene Daten ausgewertet, die von Satelliten aus dem Weltraum stammten. Daraus wiederum entwickelten die Forscher ein Frühwarnsystem, das auf einer künstlichen Intelligenz basiert. Um diese zu trainieren, wurden zunächst am Computer Bilder generiert, die echten Satellitenbildern glichen. Auf diesen waren jeweils typische Veränderungen im Vorfeld eines Vulkanausbruchs dargestellt. So lernte die Software dann auch echte und ihr unbekannte Satellitenbilder entsprechend auszuwerten.

Siebzehn Vulkane werden bereits intensiv überwacht

Mittelfristig wollen die Forscher nun ein System aufbauen, bei dem verschiedene KI-Tools die auflaufenden Daten kontinuierlich analysieren. Dadurch lernen sie zum einen beständig dazu. Zum anderen können die Systeme aber eben auch Alarm schlagen, wenn sich bestimmte Anzeichen manifestieren. In einem solchen Fall würden sich dann menschliche Vulkanologen die Daten noch einmal anschauen und gegebenenfalls eine Warnung herausgeben. Inzwischen werden im Rahmen des Projekts bereits siebzehn Vulkane überwacht. Darunter sind auch durchaus bekannte Namen – etwa der Popocatépetl in Mexiko und der Ätna in Italien. Positiver Nebeneffekt: Durch die kontinuierliche Analyse der Satellitenaufnahmen sind schon jetzt neue Erkenntnisse gewonnen worden, die für ein besseres Verständnis der Prozesse rund um einen Vulkanausbruch sorgen. Trotz allem werden aber auch zukünftig die Sensoren auf der Erde weiter eine wichtige Rolle bei der Beobachtung von Vulkanen spielen – nur eben ergänzt durch die KI-Analysen.

Via: TU Berlin