Uma inteligência artificial mergulha em um vulcão e revela uma nova visão sobre seu funcionamento

Imagine poder prever uma erupção vulcânica com a mesma precisão com que prevemos uma tempestade. Este sonho da vulcanologia pode estar mais próximo da realidade graças a uma inovação tecnológica revolucionária. Na Sicília, cientistas combinaram inteligência artificial e sismologia para desvendar os segredos ocultos dos vulcões, criando um “ultrassom” de nova geração capaz de enxergar o interior desses gigantes adormecidos.

O desafio dos vulcões impenetráveis

As erupções vulcânicas permanecem entre os fenômenos naturais mais imprevisíveis e potencialmente devastadores. Mais de 800 milhões de pessoas no mundo vivem nas proximidades diretas desses colossos capazes de transformar paisagens e vidas em questão de minutos. Apesar desse risco imenso, apenas 30% dos aproximadamente 1.500 vulcões ativos são adequadamente monitorados.

Cada vulcão possui comportamento único, com características próprias que dificultam generalizações. Nosso conhecimento atual sobre esses sistemas complexos continua fragmentado e insuficiente para garantir uma gestão eficaz do risco vulcânico em cada caso específico.

Uma nova janela para o interior da terra

Tradicionalmente, a sismologia tem sido fundamental para estudar vulcões, funcionando como um tipo de ultrassom natural. Contudo, essa técnica possui limitações significativas: explora principalmente as camadas superiores dos sistemas vulcânicos e geralmente produz apenas perfis bidimensionais, muito aquém da complexidade tridimensional dessas estruturas.

Em 2021, aproveitando o despertar do Vulcano na Sicília, pesquisadores implementaram uma abordagem inovadora. Utilizando uma rede de 200 estações sísmicas portáteis distribuídas pela ilha, eles conseguiram captar durante um mês inteiro as vibrações naturais do solo geradas pelos movimentos internos de magma e gás.

Ao contrário dos terremotos tradicionais, os cientistas analisaram um ruído sísmico distribuído em ampla faixa de frequências – o sussurro discreto, porém revelador, do vulcão. O volume de dados coletados foi tão massivo que exigiu uma solução inovadora para processamento.

Inteligência artificial decodifica o coração dos vulcões

Para processar essa quantidade extraordinária de informações, os pesquisadores recorreram à inteligência artificial. A abordagem permitiu reconstruir com precisão inédita a estrutura interna do Vulcano.

“É um avanço comparável à transição do ultrassom para a ressonância magnética na medicina”, destaca Matteo Lupi, autor principal do estudo publicado na revista Nature Communications.

Os resultados vão muito além do conhecimento científico. A tomografia sísmica assistida por IA revelou zonas de ascensão do magma, áreas enriquecidas em gás, níveis de infiltração de água e falhas com um nível de detalhe nunca antes alcançado.

O futuro da previsão vulcânica

Esta metodologia abre perspectivas extraordinárias para a previsão de erupções. A tecnologia poderia permitir análises quase em tempo real da evolução de um vulcão, possibilitando adaptação rápida dos planos de evacuação e salvando potencialmente milhares de vidas.

“O processamento ultrarrápido de volumes tão massivos de dados ainda é um desafio técnico importante, mas a integração do aprendizado de máquina e do aprendizado profundo, como demonstra este estudo, mostra que essa perspectiva agora se torna viável”, conclui com entusiasmo Douglas Stumpp, coautor do estudo.

Para os 800 milhões de pessoas que vivem próximas a vulcões ativos ao redor do mundo, essa tecnologia representa não apenas um avanço científico, mas uma esperança concreta de que, no futuro, as erupções vulcânicas não precisarão mais ser sinônimo de catástrofes imprevisíveis.