شرح خبر

راز این کار در دنبال کردن تغییرات ضعیف گرانشی زمین نهفته است.

پژوهشی نشان می‌دهد سیگنال‌های گرانشی که با سرعت نور در زمین حرکت می‌کنند، می‌توانند برای مدیریت بهتر اندازه‌گیری بزرگی زمین‌لرزه‌های ویرانگر، سریعاً پس از وقوع آن‌ها به زلزله‌شناسان کمک کنند. تغییرات بسیار کوچک در میدان گرانشی زمین، که وقتی زمین جابه‌جا می‌شود، رخ می‌دهد، پیش از امواج لرزه‌ای و در فاصله زمان قابل توجهی به ایستگاه‌های لرزه‌نگاری می‌رسد.


مردی در میان آوارهای خانه‌ ویران شده‌اش، در زمین لرزه 9/1 ریشتری توهوکو که در سال 2011 ژاپن را لرزاند.

مارتین والی (Martin Vallée)، زلزله‌شناس موسسه فیزیک و زمین‌شناسی پاریس می‌گوید: «کار مفیدی که با این سیگنال‌ها می‌توانیم انجام دهیم، آن است که اطلاعاتی سریع درباره بزرگی زمین‌لرزه داشته باشیم».

به گزارش والی و هم‌کارانش در نشریه ساینس 1 دسامبر1، لرزه‌نگارها در چین و کره جنوبی فوراً بزرگی زمین‌لرزه توهوکو را که در سال 2011 بخش‌هایی از ژاپن را ویران کرد، 9/1 ریشتر اعلام کردند. سیگنال‌ها بیش از یک دقیقه قبل از ظهور امواج لرزه‌ای، در تجهیزات ثبت-لرزش، خود را به شکل شتاب‌های کوچک نشان می‌دهند.

والی می‌گوید: «می‌توانیم قبل از این‌که امواج لرزه‌ای برسند، این سیگنال‌ها را مشاهده کنیم». «اگر هیچ سیگنالی دریافت نکنیم، می‌توانیم بگوییم زلزله‌ای که خواهد آمد ممکن است بزرگ باشد، ولی بسیار عظیم نیست. اگر سیگنال را مشاهده کنیم، یعنی حتماً زلزله بسیار عظیمی خواهیم داشت».

اگر زلزله‌شناسان این تغییرات گرانشی را تحت نظر گرفته بودند، ممکن بود زودتر می‌توانستند بفهمند چه زلزله بزرگی در کمین توهوکو خواهد بود. 40 دقیقه زمان برد تا سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده (USGS) تخمین‌های اولیه‌اش از بزرگی این زمین‌لرزه را از 7/9 به 8/8 تصحیح کند که خیلی نزدیک‌تر به مقدار حقیقی آن بود و سازمان هواشناسی ژاپن همین کار را در عرض 3 ساعت انجام داد. اندکی افزایش در بزرگی زمین‌لرزه به معنی تغییرات وسیع در انرژی آزادشده توسط آن و میزان خرابی‌های مورد انتظار است. چنین اطلاعاتی برای تصمیم‌گیری در خصوص این‌که چه منابعی باید به خدمت گرفته شود، برای نهادهای مسئول و ستاد‌های بحران حیاتی است.

سوزان هاف (Susan Hough)، زلزله‌شناسی در پاسادنای کالیفرنیا می‌گوید: «اگر امواج گرانشی بتوانند زمانی را که لازم است تا بفهمیم یک زلزله بزرگ تا چه حد بزرگ است، کوتاه‌تر کند، کمک خیلی بزرگی کرده است».

گاوین هایس (Gavin Hayes)، زلزله‌شناس سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده (USGS) در گلدن کلرادو می‌گوید هنوز اقدامات زیادی لازم است انجام شود تا بتوان از سیگنال‌های گرانشی به عنوان ابزاری قابل اعتماد در دقایق حیاتی بعد از زلزله‌های بزرگ، استفاده کرد. او می‌گوید: «فکر نمی‌کنم چندان بتواند شرایط را بهبود بخشد».

موج اول

اولین پژوهش زمانی ظهور کرد که گروهی از پژوهش‌گران اروپایی و آمریکایی میزان تغییرات در آشکارسازهای امواج گرانشی، مانند تداخل‌سنج ویرگوی اروپا و لیگوی آمریکا (رصدخانه امواج گرانشی تداخل لیزری) در اثر ارتعاشات ناشی از زلزله‌های کوچک را بررسی کردند. بسیاری از دانشمندان هم که روی سامانه‌های اعلام زودهنگام زلزله کار می‌کردند، شروع به بررسی این موضوع کردند که آیا زمین‌لرزه‌ها اختلالات گرانشی ایجاد می‌کند و چگونه می‌توان آن‌ها را آشکارسازی کرد.2

دشواری اصلی در جدا کردن ارتعاشات گرانشی بود که بسیار ضعیف‌تر از سیگنالی بود که از امواج لرزه‌ای می‌آمد. در سال 2016، دانشمندان نتیجه مطالعات اثبات مفهومی را منتشر کردند3 که نشان می‌داد ابزارهای اندازه‌گیری گرانش در رصدخانه زیرزمینی کامیوکا در ژاپن سیگنال‌هایی را از زلزله 2011 ثبت کرده است که 500 کیلومتر دورتر از آن به وقوع پیوسته است. ولی پرسش دیگران این بود که این سیگنال‌ها تا چه حد می‌توانند قوی و قابل اتکا باشند4.

در آخرین مقاله، والی و هم‌کارانش مشاهدات بسیار بیشتری از سیگنال‌های گرانشی گزارش کردند که فوراً پس از زلزله توهوکو به دست آمده بود. این سیگنال در ایستگاه‌های دیده‌بانی که حدوداً بین 1000 تا 2000 کیلومتری مرکز زمین‌لرزه قرار گرفته بودند، بیشترین وضوح را داشت. در این فاصله، سیگنال‌هایی با سرعت نور، زمان کافی برای رسیدن و ثبت شدن، آن هم به صورت واضح، قبل از آن‌که در دریای امواج لرزه‌ای غرق شوند، دارند.

مدل‌سازی نشان می‌دهد این روش باید برای اندازه‌گیری زلزله‌هایی با بزرگی 8/5 ریشتر یا بالاتر جواب دهد، این زلزله‌ها به قدر کافی بزرگ هستند تا سیگنال‌های گرانشی قابل آشکارسازی تولید کنند. این گروه هم‌اکنون به دنبال دست‌یابی به سیگنال‌هایی است که ممکن است در زمان زمین‌لرزه‌های بزرگ دیگر ثبت شده باشد، مانند زلزله 9/1 ریشتری سوماترا در سال 2004 و زلزله 8/8 ریشتری شیلی در سال 2010.

چند دقیقه زودتر خبر داشتن از زلزله می‌تواند زندگی بسیاری را نجات دهد، به ویژه در نواحی ساحلی که به دلیل وجود خطر سونامی می‌توان منطقه را از افراد تخلیه کرد، جین-پل امپرو (Jean-Paul Ampuero) زلزله‌شناس موسسه فن‌آوری کالیفرنیا در پاسادنا می‌گوید: «این یک ثمره و فایده دم‌دستی این پژوهش است».

نویسنده: Alexandra Witze

منبع: Gravity signals could speedily warn of big quakes and save lives

مرجع‌ها:

1.Vallée, M. et al. Science 358, 1164–1168 (2017).

2.Harms, J. et al. Geophys. J. Int. 201, 1416–1425 (2015).

3.Montagner, J.-P. et al. Nature Commun. 7, 13349 (2016).

4.Heaton, T. H. Nature Commun. 8, 1348 (2017).



نویسنده خبر: مهسا توکلی دوست
کد خبر :‌ 2391
«استفاده از اخبار انجمن فیزیک ایران و انتشار آنها، به شرط
ارجاع دقیق و مناسب به خبرنامه‌ی انجمن بلا مانع است.»‌



حامیان انجمن فیزیک ایران   (به حامیان انجمن بپیوندید)

کلیه حقوق مربوط به محتویات این سایت محفوظ و متعلق به انجمن فیریک ایران می‌باشد.
Webmaster : Ali Meschian : www.irandg.com

www.irandg.com