"Зерттеуіміз Қытайда қызу талқыланып жатыр". Қазақстандық ғалым 2024 жылы жер сілкінісі болатынын қалай анықтаған?

23 қаңтарда түнгі уақытта Алматыда болған жер сілкінісі жұртты дүр сілкіндірді. Табиғи зілзаладан әлі күнге дейін шошып жүргендер бар. Бір қызығы бұл жер сілкінісі болатыны туралы болжам бұған дейін болған екен. Ол жайдан жай туған болжам емес: бірнеше ай бойы жүргізілген зерттеу жұмысының нәтижесі. Зерттеу жұмысын қазақстандық жетекші ғылыми қызметкер Марат Нұртас бастаған топ жүргізген. Аталмыш зерттеу Алматы қаласындағы Ионосфера институтында жасалған. Марат Нұртастың өзі институттың "Спутниктік және геодинамикалық зерттеулер зертханасы" меңгерушісі және ХАТУ-да Machine Learning, Deep Learning бойынша сабақ береді. Massaget.kz тілшісі Марат Нұртаспен сөйлесіп, 2024 жылы 6 балдық жер сілкінісі болатынын қалай анықтағаны туралы сұрастырды. 

Марат Нұртас жайлы 

Марат Нұртас - сейсмолог емес, математик. Алайда бұған дейін жасалған зерттеу жұмыстары жер астын зерттеумен байланысты болғандықтан сейсмологиядан да тәжірибесі бар деп айтуға негіз бар.

"2016 жылы қолданбалы математика бойынша PhD дәрежемді қорғадым. Менің диссертациялық жұмысым жер астымен байланысты болды. Яғни сейсмикалық, акустикалық толқын теңдеулерінің тура және кері есептері болатын. Мен жер астына қатысты зерттеулерді кеше ғана бастаған жоқпын. Диссертациялық тақырыбым 2013 жылы қойылған болса, сол кезден бері айналысып келе жатырмын. Әрине, жер астын зерттеу - үлкен әрі күрделі мәселе. Оны зерттейтін түрлі сала бар. Солардың бірі - геофизика саласы. Одан бөлек, жер сілкінісін зерттейтін сейсмология бар. Оның бәрін зерттедім деп айта алмаймын. Бірақ менің негізгі жұмысым - жер астындағы түрлі қабаттан тұратын динамикалық қозғалыстарды, сол жердегі мұнай-газ, судың орналасқан жерлерін кері есеппен табу еді. 

Кейіннен профессор Болатбек Рысбайұлының шақыртуымен арнайы ХАТУ университетіне келдім. Бұл жерде мен үшін үлкен мүмкіндіктер ашылды. Себебі маған ғылымды жалғастыру үшін сондай бір жанашыр, мықты ғалымның жанында жүру қажет болды. Кейбіреулер диссертацияны қорғағаннан кейін сол жерде қалдырып кетуі мүмкін. Менің ары қарай дамып кетуіме профессор Болатбек Рысбайұлы себеп болды. Ол кісі сандық әдістер бойынша дәріс берген болатын", - дейді Марат Нұртас.

Марат Нұртас. Фото: Жеке архив

Қысқаша айтқанда зерттеуші 2016 жылдан 2018 жылға дейін сандық әдістерге қатысты біраз сабақтар өткен.

"Адам бір жерде тұрып қалмауы керек. Менің ұстанымым да сол. Бір сабақты 10-20 жыл қайталап өте бергім келмейді. Әрине, тек педагог болсаң олай болады. Ал ғылым жолында жүрген адам болсаң дамуың керек. Сондықтан сандық әдістерді үйреніп жүрген кезде жер астындағы түрлі процесті сипаттау үшін компьютерлік кодтарды жазып, есептеуге тура келеді. Көп ойланып, нақты зерттеуге қай жерде жүзеге асыруға болады деп ойладым. Кейіннен 2018-2019 жылдары Болашақ бағдарламасымен АҚШ-қа 6 ай тәжірибеден өтіп келдім. Сол кезде ең алғаш деректер ғылымымен (data sciense) таныстым. Америкалық профессордың деректерге өткен сабағы мен үшін қатты қызық болды. Яғни 2018 жылдан бастап деректер ғылымына келдім. Жасанды интеллектті түсіну үшін ең алдымен деректерді түсінуі керек", - дейді Марат Нұртас.  

Зерттеу қалай басталды?  

Марат Нұртас АҚШ-та тәжірибеден өтіп, елге келгеннен кейін кафедрадағы профессорлармен ақылдаса отырып деректер ғылымына қатысты білім беру бағдарламасын жасаған. Осылайша жұмыс қыза түскен. 

"Кейіннен оны қайда қолданамыз деген ой келді. Студенттермен жобалар жасап жүрдік. Бірақ студенттерді шабыттандыру үшін өмірден нақты мысал керек деп ойлайтынмын. Ізденісте жүрдім. Осылайша 2023 жылы Ионосфера институтына бір себептермен барып қалып, жұмыстарымды айтып, баяндама жасап едім, оларға қатты ұнады. Институтта жер сілкінісіне қатысты зерттеуімді бастап кеттім. Мен сейсмолог емес екенімді, қолданбалы математика маманы екенімді бірден айттым. Институт өкілдері де мені қолдады. 

Бізде "100 жылда жер сілкінісі қайталанады" деген түсінік бар ғой. Расында бола ма, болмай ма деп деректерді өңдеу арқылы жасанды интеллект әдісімен анықтауға бола ма деп өзіме тапсырма қойдым. Ол үлкен жұмыс, түрлі тест жасау керексің, бір өзің үлгермейсің. Арасында студенттеріме тапсырма беріп, түрлі тәжірибе жасап, жұмысымызды бастап кеттік", - дейді маман. 

Марат Нұртас. Фото: Жеке архив

Жалпы жасанды интеллектті қолданып, жер сілкінісін болжау деген жаңа нәрсе екен.

"Бұл жайлы ең алғашқы мақалалар тек 2017 жылы жүргізілген екен. Біз өзіміз тәуелсіз зерттеу бастадық. Қазақстанда бұған дейін тек дәстүрлі әдіспен зерттелген екен. Бізге жұмысты бастау үшін ең алдымен деректер қажет болды. Ең бірінші жинаған дерегіміз АҚШ-тың геологиялық қызметінде портал бар. Сол порталдан ашық деректер алдық. Себебі ол жерде әлемдегі сейсмостанциялардағы деректер жиналады. Біз жалпы 37 мың дерек жинадық. Ол үшін бүкіл әлемді емес, тек Тынық мұхитының тақтасы мен еуразиялық тақтаның қиылысқан жерін қарастырдық. Себебі ол жер сейсмикалық белсенді аймақ болып саналады екен. 

Деректер жеткіліксіз болып, 1900 жылдан 2023 жылға дейінгі деректерді жинадық. Одан кейін Алматыдағы сейсмология институнан деректер алдық. Осы үш деректі деректер анализы бойынша статистикалық деректерді өңдедік. Оның өзіне 2-3 ай кетті", - дейді Марат Нұртас. 

Ол деректерді өңдегеннен кейін зерттеу мақаласы шындыққа жанасуы үшін дәстүрлі әдіспен салыстырып көрген. Оның айтуынша Ионосфера институтында ұзақ жылдан бері еңбек ететін академик Жумабек Шабденамович Жантаев осы жұмысты қолдап өз кеңесін беріп картада қай жерлерді зерттеу керек екені туралы ұсыныстарын берген.

"Мысалы бұған дейін геодезиялық және геофизикалық мониторинг деген әдіс бар екен. Тағы бір әдіс - сейсмикаға негізделген модель. Сонымен қатар енді жаңа әдіс Машинамен оқыту тәсілдері бар. Біз осы соңғы жаңа тәсілді қолдандық", - дейді Марат Нұртас. 

Мақала не жайлы? 

Барлық дерек өңделіп, анализ жасалған.

"Бұрынғы зерттеудің дәстүрлі әдісіне шолу жасадық, артықшылығы мен кемшілігін көрсеттік. Біз таңдаған аймақты талдадық". 

Фото: зерттеу мақаладан алынды

"1923 жылдан бері 2023 жылға дейін, тура 100 жылдағы 6700 деректі алдық. Ол біздің территорияға ғана қатысты деректер. Ол деректердің ішінде 6 баллдан жоғары болған жағдайларды алдық. Зерттеу барысында бірнеше алгоритмді қолдандық. 

Модельдеу жұмыстарынан кейін нақты нәтижеге өттік. Біз 100 жылдық деректердің бәрін талдау үшін оларды 20 жылдық интервалмен бөліп-бөліп қарастырдық және расында олардың арасында белгілі бір маусымдық заңдылық бар екенін анықтадық. Бұл өте қызық құбылыс болды". 

Фото: зерттеу мақаладан алынды

Нәтиже

Зерттеу жұмысы 2023 жылдың мамырында басталған.

"Сол кезде деректерді, модельдерді жасанды интеллектпен үйрету арқылы анықтаған кезде 2024 жылы жер сілкінісі болатыны анықталды. Енді оның қай жерде болатынын анықтау керек болды. Оны төмендегі суретте көрсеттік. Әрине, 100 пайыз деп айта алмаймыз, бірақ күні кеше Қазақстан, Қырғызстан, солтүстік Қытай шекарасында және Түркия, Владивосток пен батыс Африкада болады деп көрсеттік. Бұл сол кездегі болжам еді. Оны анықтаған кезде тіпті күлдік. Ғылыми қызметкерлер де күлді. Өзім 100 пайыз сенімді болмасам да жоққа шығарғым келмеді. Артынша зерттеу мақаласын жібердік", - дейді Марат Нұртас.  

Нақты күнін анықтау мүмкін болды ма? 

Марат Нұртас Еуропа, Қытай, тіпті Жапонияның өзі жер сілкінісі нақты болатын уақытты көрсете алған жоқ екенін атап өтті.

"Мен де нақты күнін айтсам өтірік болады. Ол үшін жер астына түсіп, құбылыстарды зерттеу керек деп ойлаймын. Біз тек мына нәрсені көрсеттік: 2024 жылдан бастап "осы жерде" жер сілкінісі 6 балдан аса болуы мүмкін деп қызылмен белгіледік. Сонымен бітірдік. Біз ғылым адамымыз. Ертеңгі күні әр сөзімізге жауап береміз. Сондықтан зерттеу мақаламыздың соңында зерттеу статистикалық деректердің көмегімен, тарихи деректерді өңдеу арқылы жасалған болжам екенін атап өттік", - дейді маман. 

Бір қызығы әуел баста мақала дайын болып, ғылыми журналға жарияланған кезде оны тек 30 шақты адам көрген. Жер сілкінісі болған түннен кейін мақаланың қаралымы өсіп, бүгінде 2197 адам жүктеп, оқып шыққан екен. 

"Ғылыми журналда жарияланған біздің бұл зерттеу мақаламызды қытайлық сейсмологтар тауып алған. Бүгінде мақала Қытай елінде қызу талқыланып жатыр", - деп түйіндеді Марат Нұртас.

Аптаның басты оқиғалары мен пайдалы видеоларды көру үшін YouTube арнамызға жазылыңыз