როგორ გვეხმარება ჭექა-ქუხილი მიწისქვეშა სამყაროს აღქმაში — ახალი კვლევა
მეცნიერებმა ჭექა-ქუხილის ხმოვანი ტალღებისა და ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების გამოყენებით 100 მეტრამდე სიღრმის მიწისქვეშა გეოლოგიური რუკა შექმნეს.
ფოტო: ScienceNews
ჭექა-ქუხილის დროს წარმოქმნილ ხმას არა მხოლოდ ჩვენი შეშინება, არამედ დედამიწის სიღრმეების "გაშუქებაც" შეუძლია. მეცნიერებმა ქუხილის შედეგად წარმოქმნილი ძლიერი ხმოვანი ტალღები გამოიყენეს და ამერიკის შეერთებული შტატების ერთ-ერთი უნივერსიტეტის ტერიტორიის მიწისქვეშა რუკა შექმნეს.
პენსილვანიის შტატის უნივერსიტეტის გეოფიზიკოსმა ტიეიუან ჟუმ და მისმა კოლეგებმა ორნახევარი წლის განმავლობაში შეგროვებული მონაცემები გააანალიზეს. მკვლევრებმა უნივერსიტეტის კამპუსის ქვეშ გაყვანილი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების საშუალებით 450-ზე მეტი ქუხილით გამოწვეული სეისმური რხევა (thunderquake) დააფიქსირეს. ამ სეისმურ სიგნალებზე დაკვირვებით მათ 100 მეტრამდე სიღრმის გეოლოგიური სურათი მიიღეს, რამაც მიწის შესაძლო ჩაქცევის ზონებსა და სხვა მოსალოდნელ საფრთხეებზე უკეთესი წარმოდგენა შეუქმნა მეცნიერებს.
ქალაქ სტეიტ-ქოლიჯში (პენსილვანიის შტატი) დაახლოებით 1 მეტრის სიღრმეზე 4 კილომეტრის სიგრძის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელებია გაყვანილი. სატელეკომუნიკაციო ქსელებში ასეთი ბოჭკოების ნაწილი ხშირად უმოქმედოდაა დარჩენილი. ბოლო ათწლეულის განმავლობაში მეცნიერები სწორედ ამ გამოუყენებელი, "ბნელი ბოჭკოების" სეისმურ სენსორებად გარდაქმნის ეფექტურ გზებს ეძებდნენ.
2019 წელს პენსილვანიის უნივერსიტეტის გუნდმა გადაწყვიტა, ქუხილის აკუსტიკური ტალღები კამპუსის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ქსელით დაეფიქსირებინა. ატმოსფერული წნევის ეს ტალღები ჰაერში ვრცელდება და ენერგიის ნაწილს მიწას გადასცემს, რაც ნიადაგის მიკროსკოპულ რხევებს იწვევს.
ადამიანები ამ რხევებს ვერ ვგრძნობთ, თუმცა მგრძნობიარე ოპტიკური ბოჭკოები მას იოლად იჭერს. სეისმური რხევების საპასუხოდ კაბელში არსებული ბოჭკოები ოდნავ იჭიმება. აღნიშნული კი სინათლის გავლის დროს ზრდის. შედეგად მიიღება მკაფიო სიგნალი, რომელიც სეისმოგრაფის მიერ მიწისძვრის ჩაწერის პრინციპს წააგავს.
2019 წლის ექსპერიმენტმა მხოლოდ ის დაადასტურა, რომ კაბელებს ქუხილის ტალღების დაჭერა შეუძლია. ახალმა კვლევამ გაცილებით მეტი შესაძლებლობა გამოავლინა. აღმოჩნდა, რომ ქუხილით გამოწვეული სეისმური რხევები ჩვეულებრივი სეისმური სიგნალებივით გამოდგება მიწისქვეშა გეოლოგიის გამოსახისთვის.
პენსილვანიის უნივერსიტეტი კარსტულ ლანდშაფტზე მდებარეობს, სადაც კირქვული ღრუები და ბზარები უხვადაა. ახალმა სურათებმა კირქვაში არსებული რამდენიმე ისეთი სუსტი ზონა გაამჟღავნა, რომელთა შესახებ აქამდე არაფერი იყო ცნობილი. მკვლევრებმა შედეგები ჭაბურღილების მონაცემებითა და თანამგზავრული დაკვირვებებით გადაამოწმეს, რამაც მიღებული სურათის სიზუსტე დაადასტურა.
ჟუსა და მისი კოლეგების თქმით, ქუხილით გამოწვეულ სეისმურ რხევებს მხოლოდ საფრთხეების გამოვლენა არ შეუძლია. ჭექა-ქუხილი უზარმაზარ სიგნალებს წარმოქმნის, რომლებიც ათეულობით კვადრატულ კილომეტრს ფარავს. შესაბამისად, ეს მეთოდი ტრადიციულ სეისმურ კვლევებზე ბევრად უფრო იაფი და მარტივია, განსაკუთრებით იმ ქალაქებში, სადაც ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ქსელი უკვე არსებობს.
უფრო მეტიც, მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ ამ ტექნოლოგიის გამოყენება სხვა ციურ სხეულებზეც გახდება შესაძლებელი. მაგალითად, სატურნის თანამგზავრ ტიტანზე, სადაც ხანგრძლივი და მძლავრი შტორმები ბობოქრობს, ქუხილით გამოწვეული სეისმური რხევები წიაღის შესასწავლად შესაძლოა საუკეთესო ინსტრუმენტი აღმოჩნდეს.
ჟურნალ Science Advances-ში გამოქვეყნებული ეს კვლევა გეოლოგიურ დაკვირვებებს სრულიად ახალ პერსპექტივას სძენს.
კომენტარები