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Learning the Earth with Neural Operators

Descripción del proyecto

Uso de la inteligencia artificial para modelar los riesgos sísmicos estructurales bajo las ciudades

Bajo nuestros pies se extiende una red de fallas y cuencas sedimentarias frágiles que amenazan a las grandes ciudades. Aunque las redes de vigilancia recogen una gran cantidad de datos sísmicos sobre estos peligros, nuestra capacidad para interpretarlos es limitada. Los modelos informáticos son demasiado lentos para procesar estos grandes conjuntos de datos, lo cual hace que los científicos pasen por alto los pequeños desplazamientos subterráneos que anuncian desastres inminentes. Con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie, el proyecto NEURO-TOMO introducirá un nuevo método computacional para abordar este problema. Los investigadores utilizarán la inteligencia artificial para simular cómo se propagan las ondas sísmicas a través de diferentes materiales. Analizarán datos geológicos detallados de todo el mundo, incluidas las principales redes volcánicas. En última instancia, la inteligencia artificial escaneará los cables de fibra óptica estándar situados bajo las ciudades, transformando la infraestructura urbana existente en vastos detectores sísmicos de gran precisión.

Objetivo

Understanding the fine structure of the Earth is critical for mitigating earthquake risk, assessing volcanic activity, and ensuring the stability of sedimentary basins beneath major cities. Current seismic imaging methods can map subsurface structures, but they face major computational challenges with large datasets. Calculations are slow and often miss small-scale features that are crucial for hazard assessment, limiting our ability to exploit the growing volume of seismic data worldwide.

Recent advances in artificial intelligence offer a pathway to overcome these barriers. Machine learning can capture the relationship between Earth structure and seismic wave propagation, enabling accurate waves simulations orders of magnitude faster than traditional methods. This makes it possible to explore thousands of Earth models and quantify uncertainty in imaging results, providing confidence levels that were previously too costly to compute.

In this project, I will advance AI-based techniques for seismic imaging and apply them to dense datasets at multiple scales. A key target is the MACIV experiment, the largest volcanological deployment to date, with 150 broadband and 600 short-period stations, offering a unique chance to probe intraplate volcanic systems in Europe. I will also test the framework on other networks, including USArray and AlpArray to apply it across diverse geological context.

I will then extend these advances to Distributed Acoustic Sensing (DAS), which converts existing fibre-optic cables into seismic arrays. This step requires further development to handle the variable quality and geometry of DAS data. By adapting the workflow to both dense arrays and DAS, the project will deliver a robust framework for seismic imaging that is transferable across environments from volcanoes to urban basins at different scales, demonstrating how cutting-edge AI can unlock new value from the massive seismic datasets already being collected worldwide.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-TMA-MSCA-PF-GF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - Global Fellowships

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinador

EIDGENOESSISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE ZUERICH
Aportación neta de la UEn
€ 446 228,88
Dirección
Raemistrasse 101
8092 Zuerich
Suiza
Región
Schweiz/Suisse/Svizzera Zürich Zürich
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
Sin datos

Socios (1)