Kan onze smartphone ons waarschuwen voor aardbevingen?

De meeste smartphones blijken gevoelig genoeg om de eerste tekenen van een aardbeving op te pikken. Smartphonegegevens kunnen dus doorgestuurd worden om mensen te waarschuwen.

Onze smartphones zijn al camera’s, rekenmachines en zaklampen. Volgens wetenschappelijk onderzoek waarover The LA Times bericht zou de smartphone ook kunnen helpen in het en detecteren van nakende aardbevingen. En dus ook in het waarschuwen ervoor.

De GPS-sensoren in de meeste smartphones blijken gevoelig genoeg om de eerste tekenen van een aardbeving, met een magnitude van 7 en meer, op te pikken. De gegevens die smartphones verzamelen zouden dus kunnen doorgestuurd worden om mensen te waarschuwen dat er seismische golven afkomen.

‘Het GPS-systeem van een smartphone is verbazend goed,’ zegt onderzoeksleidster en geologe Sarah Minson (U.S. Geological Survey) aan The LA Times. ‘Als je je telefoon 15 centimeter opschuift naar rechts, dan weet je telefoon verrassend genoeg dat hij 15 centimeter is opgeschoven. Dat is exact de informatie die we nodig hebben om aardbevingen te bestuderen.’

Data versnellingsmeters koppelen aan die van GPS

Het is niet de eerste keer dat de piste van de smartphones gebruikt wordt in seismologisch onderzoek. Het was al geweten dat de versnellingsmeters die standaard in smartphones ingebouwd zijn, goed genoeg zijn om de eerste signalen van een aardbeving te detecteren. Het is de versnellingsmeter die nagaat of je je smartphone horizontaal of verticaal houdt.

Deze studie gaat verder, en bekeek hoe de data van de GPS op de smartphone kan helpen. Ze vergeleken een hypothetische set data zoals een smartphone zou verzamelen tijdens een aardbeving met een magnitude van 7 met de gedetailleerde GPS-gegevens die sensoren in Japan oppikten tijdens de aardbeving (magnitude 9) in Tohoku, Japan, in 2011.

De onderzoekers gingen na of de smartphone de aardbevingen kon detecteren terwijl die bezig was, of de locatie ervan bepaald kon worden en of de sterkte ervan kon berekend worden. De gegevens van de GPS waren uiteraard veel accurater, maar die van de smartphone bleken afdoende.

‘Hoe meet je het verschil tussen een aardbeving en een hoop smartphones die over een verkeersdrempel rijden?’

Een hindernis is dat mobiele telefoons vaak in beweging zijn: we stappen er mee rond, we rijden over oneffenheden in de weg of lopen een trap op. Douglas Given coördineert ShakeAlert, een systeem dat aardbevingen snel detecteert, aan de U.S. Geological Survey. ‘Veel mobiele telefoons hobbelen rond en daarmee proberen we te meten wat de grond doet. Hoe weet je dan wat het verschil is?’

Een oplossing voor dat probleem is een zogenaamde trigger: enkele criteria die het onderscheid kunnen maken tussen een aardbeving en een hoop smartphones die op en neer gaan wanneer de bus over een verkeersdrempel rijdt. De trigger voor de hypothetische aardbeving uit het onderzoek was: als een smartphone en diens vier dichtste buren dezelfde verplaatsing registreerden op dezelfde tijd, én dat ook gezegd kon worden van 100 andere telefoons in de buurt. Dan, en alleen dan, zou het systeem aangeven dat er een aardbeving was geweest, en zou een waarschuwing uitgestuurd worden.

De gegevens van de aardbeving in Tohoku werden vervolgens gebruikt om na te gaan of het aantal valse alarmen onder de 1 op 2 miljoen kon gehouden worden. Dat kon, zolang 103 telefoons aan de trigger­-criteria voldeden.

‘Ik denk dat er meer valse alarmen zullen zijn dan het onderzoek beweert’

Yehuda Bock, landmeter aan UC San Diego, bestudeert het gebruik van GPS inzake detectie van aardbevingen en andere natuurrampen. Hoewel het onderzoek theoretisch onderbouwd is, twijfelt hij aan het praktische nut van het telefoonnetwerk. ‘Ik denk dat er meer valse alarmen zullen zijn dan het onderzoek beweert.’

Minson erkent dat het systeem niet zo accuraat kan zijn in de echte wereld als aangenomen in de studie. Real-world tests moeten dat nu uitwijzen. Minson zal die volgend jaar uitvoere in Chili met enkele honderden smartphones. ‘Hopelijk wordt dat een goede leerervaring voor ons.’

Goedkoop

Hoe dan ook is het voordeel van dergelijke crowd-sourcing earthquake detection dat het goedkoop is, aangezien de telefoons al aangekocht zijn. het enige wat experts moeten doen is een app programmeren, die de telefoons verbindt met elkaar en aan een centrale computer hangt waar de gegevens verzameld worden. ‘De kost is eigenlijk nul,’ aldus Minson. ‘Zeker sinds mensen elke twee jaar een nieuwe telefoon kopen om het laatste en het grootste model te hebben.’

Nog niet voor meteen

Wie meteen aan de slag wil met deze technologie, moet echter nog even geduld oefenen. Het is nog een grote stap tussen theorie en praktijk, weet Thomas Heaton, professor geologie en co-auteur van de studie. ‘Het punt van de studie is dat de metingen van een smartphone het potentieel hebben om bruikbaar te zijn. Om echt inzetbaar te zijn, moet nog een grote stap gezet.’

Hoe dan ook, in California is weinig haast om met de smartphones te gaan werken. Daar staat een systeem in de steigers dat binnen twee jaar operationeel kan zijn als er geld voor gevonden wordt. Dat is gebaseerd op honderden sensoren, sommigen onder hen zo gevoelig dat ze de aantrekkingskracht van de maan kunnen meten.

Elke seconde telt

Een prototype van het systeem gaf San Francisco acht seconden van tevoren een waarschuwing voor de Napa-aardbeving in 2014. Dat mag weinig lijken, maar als het op aardbevingen aankomt telt elke seconde, benadrukt Minson. ‘Als je aan het rijden bent, kan je langs de kant gaan staan. Zit je op je werk, dan kan je onder je bureau duiken. Een chirurg kan zijn scalpel wegtrekken.’

Een smartphonenetwerk kan aanvullend werken op het officiele systeem, of kan gebruikt worden op plekken waar geen alternatief is, maken de onderzoekers zich nog sterk. ‘Mochten we het fatsoenlijk kunnen laten werken, dan is de volgende stap deze technologie exporteren naar de rest van de wereld,’ besluit Heaton.