Een seismometer in elke zak: vijf miljoen mobiele telefoons ontvingen een waarschuwing, enkele seconden na de aardbeving in Almería.

Voor het eerst bereikte een aardbevingswaarschuwing de Spaanse bevolking vóór de daadwerkelijke aardbeving. Miljoenen mensen ontvingen de waarschuwing afgelopen maandagochtend op hun Android-telefoons , wat een schok veroorzaakte die zich verspreidde via sociale media. De schok was nog groter toen bleek dat het hun smartphones zelf waren die de aardbeving hadden gedetecteerd en de waarschuwing hadden afgegeven, in plaats van een geavanceerd netwerk van seismometers.

De aardbeving voor de kust van Almería – met een kracht van 5,3 volgens het National Geographic Institute (IGN) – had slechts geringe materiële schade en er vielen geen slachtoffers. De belangrijkste oorzaak was de vroegtijdige waarschuwing van Google, zonder officiële gegevens of goedkeuring van de autoriteiten. Het ging echter niet om een stealth-test of een proefproject. Toevallig kreeg het systeem dat de Amerikaanse technologiegigant sinds 2021 wereldwijd gebruikt, afgelopen donderdag aanzienlijke steun van de wetenschappelijke gemeenschap: het tijdschrift Science , een platform voor 's werelds beste wetenschap, heeft zojuist onderzoek gepubliceerd dat de effectiviteit ervan aantoont bij het voorspellen van verwoestende aardbevingsgolven en daarmee helpt de schade ervan onder de bevolking te beperken.

"Aardbeving nabij. Bereid je voor op lichte trillingen." Het was maandag om 7:13:39 uur toen een groot aantal Android-telefoons in Zuidoost-Spanje deze ongekende waarschuwing ontving, die de magnitude van de aardbeving – relatief nauwkeurig – schatte op 5,1. Volgens gegevens die Google aan EL PAÍS heeft verstrekt, waren er bij het uitgeven van de eerste waarschuwing slechts 12,5 seconden verstreken sinds het begin van de aardbeving, nabij de kust van Almería en 3 kilometer onder de Middellandse Zee. In totaal ontvingen vijf miljoen telefoons in de daaropvolgende momenten een waarschuwing, aldus het technologiebedrijf.

Hoe was dit mogelijk? Richard Allen, de grondlegger van het innovatieve seismische waarschuwingssysteem dat gebruikmaakt van de sensoren van smartphones om trillingen en schokken te voorspellen, legt aan deze krant uit: "Ongeveer 5,5 seconden na de geschatte oorsprong van de aardbeving [die IGN plaatst op 7:13:27 lokale tijd] bereikten de eerste golven de telefoons in de dichtstbijzijnde stad", onthult deze seismoloog, tevens hoofdauteur van de studie gepubliceerd in het tijdschrift Science . In dat artikel beschrijft hij dat het seismische waarschuwingssysteem gebruikmaakt van het feit dat deze eerste verstoringen, de P-golven, zich veel sneller door de ondergrond voortplanten dan S-golven, die verantwoordelijk zijn voor de sterkste schokken en een groter destructief vermogen hebben.

Er is een marge, maar die is klein. Elke seconde telt. "Ongeveer 10 seconden na het begin van de aardbeving bereikten de S-golven de dichtstbijzijnde stad. De eerste waarschuwing werd dus een paar seconden later afgegeven, maar dat was voordat de S-golven verder weg gelegen locaties bereikten", legt Allen uit. Alle smartphones zijn potentiële aardbevingsdetectoren, omdat ze locatie-, kantel- en versnellingssensoren hebben die seismische storingen detecteren en deze direct kunnen doorgeven via hun dataverbinding. Tien jaar geleden dachten Allen en zijn team aan het Seismological Laboratory (VS) van de University of California, Berkeley , na over het benutten van deze aangeboren capaciteit van mobiele telefoons. Tegenwoordig hebben alle nieuwe telefoons met Android – het mobiele besturingssysteem dat door Google is ontwikkeld – de seismische waarschuwingsfunctie standaard ingeschakeld. En de servers van Google luisteren constant: wanneer ze signalen van mogelijke seismische storingen beginnen te ontvangen, verwerken hun algoritmen deze totdat ze voldoende bewijs hebben verzameld om een waarschuwing te activeren.

Marc Stogaitis, hoofd software engineer bij Android en medeauteur van de studie, legt uit dat wachten op meer sensoren van mobiele telefoons om de aardbeving te detecteren de schatting van de magnitude weliswaar nauwkeuriger maakt, maar dat het ook de tijd voor het afgeven van de waarschuwing verkort. "Je moet de juiste balans vinden tussen nauwkeurigheid en tijd – dat is de uitdaging voor elk systeem voor vroege waarschuwing voor aardbevingen. Bovendien moet ons systeem signalen van veel verschillende telefoonmodellen verwerken, met verschillende sensorkwaliteiten."

Waarschuw voor verwoestende golven

Het Android-aardbevingswaarschuwingssysteem werd in april 2021 in de eerste landen – Griekenland en Nieuw-Zeeland – uitgerold en breidde zich vervolgens uit naar in totaal 98 landen. Allen en Stogaitis hebben nu een wetenschappelijk overzicht gepubliceerd van de eerste drie jaar van de werking. In maart 2024 verstuurde Google waarschuwingen voor in totaal 1279 vermoedelijke aardbevingen – aardbevingen met een magnitude groter dan 4,5 – en de analyse laat zien hoe de nauwkeurigheid van de geschatte magnitude sinds de eerste tests is verbeterd. Zo is mobiele aardbevingsdetectie erin geslaagd de foutmarge van de nationale systemen voor vroege waarschuwing van de VS en Japan, die wel gebruikmaken van de uitgebreide openbare seismometernetwerken in die landen, te evenaren of zelfs licht te verbeteren. Daarnaast evalueerden de onderzoekers het nut van de waarschuwingen door tevredenheidsonderzoeken uit te voeren onder de mensen die ze ontvingen. Van de meer dan anderhalf miljoen respondenten gaf 36% aan de waarschuwing te hebben ontvangen vóór de aardbevingen plaatsvonden, 28% tijdens de aardbeving en 23% erna.

Het algoritme van Google voor het detecteren van de komst van aardbevingen is niet onfeilbaar: het heeft drie valse meldingen verzonden, die volgens onderzoekers te wijten waren aan twee stormen en de massale verzending van een melding die meerdere telefoons tegelijk deed trillen. De studie van deze gebeurtenissen bracht hen ertoe het systeem te verfijnen om te voorkomen dat een dergelijke gebeurtenis opnieuw een melding activeert. Als succesverhaal presenteren Allen en Stogaitis een zware aardbeving – met een kracht van 6,7 op de schaal van Richter – die plaatsvond ten zuiden van de Filipijnen op 17 november 2023. "Bijna 2,5 miljoen mensen ontvingen een melding. Hiervan ontvingen meer dan 100.000 een waarschuwing om beschermende maatregelen te nemen, die in de meeste gevallen enkele seconden vóór de S-golven en het hoogtepunt van de maximale trillingen arriveerde", stellen de onderzoekers in hun wetenschappelijke artikel. Deze hoogwaardige beschermingsmeldingen zijn meer dan alleen meldingen – zoals die afgelopen maandag in Almería – ze omzeilen de stille of niet-storen-instellingen van de telefoon, vullen het hele scherm en laten een kenmerkend, luid geluid horen.

In tegenstelling tot het succes van de Filipijnen, legde de verwoestende dubbele aardbeving in Turkije en Syrië op 6 februari 2023 een van de achilleshielen van dit systeem bloot, dat de omvang van de aardbevingen zwaar onderschatte. "Het is een fysiek probleem waar elk systeem voor vroegtijdige waarschuwing mee kampt bij een zeer zware aardbeving, zelfs systemen die gebaseerd zijn op zeer nauwkeurige seismometers", legt seismoloog Juan Vicente Cantavella uit, die niet deelnam aan het onderzoek en directeur is van het Nationaal Seismisch Netwerk bij het IGN in Spanje. Deze expert beoordeelt de resultaten van het Android seismische waarschuwingssysteem als een zeer positieve vooruitgang "ondanks deze en andere beperkingen die de onderzoekers in hun artikel aanhalen". Smartphones kunnen geen aardbevingen detecteren die midden in de oceaan plaatsvinden, omdat de lage gevoeligheid van hun sensoren hun bereik beperkt tot een afstand van 100 tot 200 kilometer vanaf de kust. Het systeem, ontwikkeld door Berkeley en geïmplementeerd door Google, is ook niet effectief in dunbevolkte gebieden, waar niet genoeg mobiele telefoons zijn voor nauwkeurige detectie.

Op weg naar een publiek waarschuwingssysteem

Cantavella maakt zich zorgen dat deze innovatieve seismische waarschuwingen door een particulier bedrijf worden verzonden: "Wie is er verantwoordelijk als deze waarschuwingen vals alarm geven of bepaalde gebruikers niet bereiken?" Elisa Buforn, onlangs gepensioneerd hoogleraar seismologie aan de Complutense Universiteit van Madrid, is een van de Android-gebruikers die de waarschuwing afgelopen maandag niet ontving, ondanks dat ze zich "in een gebied bevond waar anderen dat wel deden". Desondanks prijst Buforn het werk van Allen, Stogaitis en hun teams en beschouwt het als goed nieuws dat ze erin geslaagd zijn aan te tonen dat " smartphones kunnen helpen bij het vroegtijdig waarschuwen voor aardbevingen".

Bij Google beweert Marc Stogaitis dat zijn systeem "een aanvulling is op de bestaande infrastructuur; het is niet bedoeld om officiële seismische detectie- of waarschuwingssystemen te vervangen." Hij stelt het slechts voor als alternatief voor landen met minder middelen, die geen nationale seismische netwerken hebben. Spanje heeft er wel een, herinnert Cantavella zich, die er verantwoordelijk voor is, en stelt dat de implementatie van een openbaar systeem voor vroegtijdige waarschuwing tegen aardbevingen wordt bestudeerd. "De prioriteit zou liggen bij het waarschuwen voor aardbevingen in hetzelfde gebied van de Atlantische Oceaan waar de grote aardbeving die Lissabon in 1755 verwoestte, ontstond." Daar zal vroeg of laat ongetwijfeld weer een grote aardbeving plaatsvinden.

Buforn is het eens met deze prioriteit en herinnert eraan dat haar laboratorium " twee verschillende seismische waarschuwingssystemen heeft ontwikkeld – voorlopig alleen bedoeld voor wetenschappelijk gebruik – en hun bruikbaarheid heeft aangetoond bij het anticiperen op trillingen die worden gegenereerd in het gebied ten zuiden van het schiereiland", van Kaap Sint-Vincent tot beide zijden van de Straat van Gibraltar. Deze ervaren seismoloog, die een groot deel van haar carrière heeft gewijd aan het bestuderen en promoten van seismische waarschuwingen, juicht toe dat Googles initiatief "mensen bewust kan maken van het bestaan van deze systemen die de gevolgen van sommige aardbevingen kunnen verzachten. Om deze officiële waarschuwingen in Spanje te krijgen, hoeven we er alleen maar om te vragen. We hebben de middelen." Ondanks haar optimisme over deze recente technologie – voorlopig vooral geïmplementeerd in rijke landen met een hoog seismisch risico – herinnert ze zich echter de beperkingen ervan: " Bij een aardbeving zoals die in Lorca in 2011, zo ondiep en gelegen vlak onder de stad, zou geen enkel waarschuwingssysteem nuttig zijn geweest."