ناهنجاری‌های مغناطیسی به‌وجود آمده توسط سونامی‌ها را می‌توان با استفاده از ماهواره‌ها مشاهده کرد. این ادعای پژوهشگری چینی است که مدلی را ابداع نموده که تأثیر امواج غول‌آسای اقیانوس را در میدان مغناطیسی زمین شبیه‌سازی می‌کند. اعضای این تیم بر این باورند که پژوهش‌های آن‌ها می‌تواند به خلق سامانه‌ی هشدار زودهنگامی منتهی شود که قادر به شناسایی فوری امواج مهلک است.

سونامی امواج غول‌آسای اقیانوس است که اغلب با زلزله همراه می‌شود. با وجود آن‌که ارتفاع این امواج در هنگام ورود به ساحل می‌تواند به اندازه‌ی ده‌ها متر باشد، که به اثرات زیان‌باری نیز منجر می‌شود، اما ارتفاع آن‌ها در اقیانوس آزاد یک متر یا اندکی بیش‌تر است. در نتیجه تشخیص سونامی در میان امواج طبیعی پس‌زمینه‌ی اقیانوس دشوار است.

سونامی شیلی، سال 2010

در عین حال که ممکن است سونامی در اقیانوس آزاد ارتفاع زیادی نداشته باشد، اما حرکت آن به شدت سریع و بلندبرد است، بنابراین موجب جابه‌جایی‌هایی سریع در مقادیر عظیم آب می‌شود. هنگامی که حجمی از آب‌نمک در طول میدان مغناطیسی زمین حرکت می‌کند، ماهیت رسانای آن موجب ایجاد اندکی ناهنجاری در این میدان می‌گردد، که آن را می‌توان به کمک حسگر مغناطیسی‌ای که بر ماهواره‌ای در مدار ارتفاع پایین یا بالونی در ارتفاع زیاد نصب شده، آشکارسازی کرد.

سونامی‌های حقیقی و مدل‌سازی‌شده

هم‌اکنون، بن‌لانگ وانگ (Benlong Wang) و هم‌کارانش در دانشگاه جیائو تانگ (Jiao Tong) شانگهای، روشی را برای پیش‌بینی تغییرات موضعی در میدان مغناطیسی زمین، که توسط انواع مختلف سونامی‌های مدل‌سازی‌شده به وجود می‌آید، طراحی کردند. پس از آن می‌توان برای شبیه‌سازی رفتار مغناطیسی سونامی واقعی، این مدل‌های بنیادین را ترکیب کرد. این تیم برای آزمودن مدل‌‌ها، پیش‌بینی‌های خود را با داده‌های ثبت‌شده در حین سونامی‌های سال 2004 سوماترا و 2010 شیلی مقایسه نمود. اعضای این تیم توانستند ناهنجاری‌های مغناطیسی مربوط به این رخدادها را تشخیص داده و سپس طول موج و ارتفاع امواج سونامی را تخمین بزنند.

وانگ در مصاحبه با physicsworld.com بیان کرد که در حقیقت، محاسبه‌ی مشخصات امواج سونامی از روی سیگنال مغناطیسی تقریباً به راحتی انجام می‌شود. در صورتی که این روش در عمل نیز پیاده شود، می‌تواند به پیشرفت چشمگیری در سامانه‌های هشدار زودهنگام سونامی منجر گردد. برای مثال، روش‌های کنونی آشکارسازی زمین‌لرزه اغلب حدود 6 دقیقه برای پردازش زمان می‌برد. محدودیت دیگر در پیش‌بینی زمین‌لرزه و روش‌های دیگری که بر مبنای ارزیابی جزرومد است، آن است که آن‌ها قادر به ردیابی پیوسته‌ی امواجِ در حال حرکت در اقیانوس آزاد نیستند، در حالی که چنین مانعی در راه اندازه‌گیری ناهنجاری‌های مغناطیسی وجود ندارد.

در حالی که فن‌آوری لازم برای شناسایی این ناهنجاری‌های مغناطیسی وجود دارد؛ لازم است زیرساخت‌های مناسب برای تأمین شبکه‌ی فراگیر هشدار زودهنگام سونامی ایجاد شود. این گروه چنین توضیح داد: دو رویکرد ممکن برای این منظور وجود دارد، به کارگیری سفینه‌های هوایی بدون سرنشین که در فضای نزدیک حرکت می‌کنند، یا ماهواره‌هایی که مدار چرخش آن‌ها به دور زمین در ارتفاعات پایین است؛ که برای آشکارسازی سیگنال مغناطیسی امواج، هر دوی آن‌ها باید به قدر کافی به اقیانوس نزدیک باشند.

مشکلات آشکارسازی

با این حال، آشکارسازی سونامی‌ها در عمل می‌تواند بیش از آن‌چه پژوهشگران ادعا می‌کنند، با مشکل همراه باشد. مانوج نایر (Manoj Nair)، کارشناس ژئومغناطیس از دانشگاه کلرادو، که در این پژوهش حضور نداشت، می‌گوید: «سیگنال‌های مغناطیسی سونامی معمولاً حدود 1 تا 2 نانوتسلا است، که در مقایسه با میدان‌های مغناطیسی زمین که 40،000 نانوتسلا است، ناچیز می‌باشد». نایر عرضه داشت که با وجود آن‌که پژوهشگران ممکن است بر اساس اطلاعات مغناطیسی ثبت‌شده، موفق به آشکارسازی سیگنال‌های سونامی پیشین شوند، اما آشکارسازی آنی سونامی با چالش‌هایی همراه خواهد بود: «به این دلیل که متغیرهای وابسته به زمان در میدان مغناطیسی زمین، که از منابع دیگر می‌آیند، می‌توانند سیگنال‌های مغناطیسی ضعیف سونامی را شدیداً تحت تأثیر قرار دهند. این ایراد بیشتر به استفاده از ماهواره وارد است، زیرا ماهواره‌ها آمیزه‌ای از سیگنال‌های فضا و زمان را دریافت می‌کنند، که جداسازی سیگنال‌های سونامی را از سیگنال‌های سایر منابع پیچیده و دشوار می‌کند».

علی‌رغم آن، وانگ و هم‌کارانش به آزمایش نمونه‌های خود و مقایسه آن‌ها با داده‌های حاصل از سونامی‌های پیشین ادامه خواهند داد. وانگ توضیح داد که «گام بعدی پژوهش‌های ما تمرکز بر تاریخچه‌ی امواج سونامی حقیقی در جزیره‌ی ایستر خواهد بود». این جزیره در اقیانوس جنوب واقع شده و مورد هجوم سونامی سال 2010 شیلی قرار گرفت. این تیم از داده‌های مغناطیسی‌ای که از این منطقه گردآوری شده، به همراه مدل‌های جهانی انتشار سونامی استفاده خواهد کرد تا درک بهتری از ارتباط میان ناهنجاری‌های مغناطیسی و تغییرات سطح دریا بیابد.

هم‌چنین، این گروه در نظر دارد تا نگاهی به تأثیرات مغناطیسی امواج داخلی و جزرومدها (جابه‌جایی آب که در زیر سطح اقیانوس به وقوع می‌پیوندد و در تبادل حرارت و ماده میان لایه‌های مختلف اقیانوس‌ها حائز اهمیت است) بیندازد. وانگ ادامه داد: « انتظار داریم با استفاده از سیگنال‌های مغناطیسی، این جریان‌های داخلی به راحتی قابل مشاهده باشد».

نویسنده: یان راندال، نویسنده‌ی علمی از زلاندنو