Звон Земље предвиђа земљотресе

Већи део космичких таласа ниске енергије долази са Сунца, док порекло високоенергетских таласа за сада остаје тајна. На илустрацији: Земља под утицајем високоенергетских космичких таласа. Извор: НАСА.

Већи део космичких таласа ниске енергије долази са Сунца, док порекло високоенергетских таласа за сада остаје тајна. На илустрацији: Земља под утицајем високоенергетских космичких таласа. Извор: НАСА.

Руски научници разрађују домаћу револуционарну идеју за предвиђање најнепредвидивијих катастрофа - земљотреса. Укратко, космички таласи продиру у земљину кору, а она на напрегнутим местима - на којима је земљотрес вероватан - емитује акустичке сигнале које може да детектује компликована мрежа сензора.

Научници  Института за физику „П.Н. Лебедев“ Руске академије наука (ФИАН) предложили су нови метод прогнозирања земљотреса – по акустичким сигналима које генеришу миони космичких зрака. Први експерименти, извршени у Тјаншанској висинској опсерваторији недалеко од града Алма-Ате у Казахстану, показали су да се космички зраци могу користити као природни инструмент за одређивање аномалног напона сеизмичке зоне.

Миони су високоенергетске честице космичких зрака које продиру дубоко у земљу. Научници ФИАН-а су пре око 30 година изнели идеју да акустички одјек који генеришу миони може послужити као сведочанство да ће ускоро доћи до земљотреса. Међутим, до сада се тиме нико није специјално бавио. Експериментална провера поменуте хипотезе подразумева коришћење потпуно нових приступа предвиђању подземних потреса, као и нове и прилично скупе опреме. Са друге стране, помоћу метода прогнозирања сеизмичких појава које се данас интензивно развијају понекад није могуће унапред добити исцрпне податке о томе где ће, када и којом снагом почети да подрхтавају слојеви Земљине коре.

Тјаншанска лабораторија у Казахстану. Фотографија: И. В. Рудаков.
Владимир Рјабов, руководилац пројекта и шеф одељења за космичка зрачења Института за физику „П.Н. Лебедев“ Руске академије наука.

„Не може се рећи да су данашњи методи конзервативни. Они су стабилни, разрађени и интензивно се примењују“, истакао је Владимир Рјабов, руководилац пројекта и шеф одељења за космичка зрачења ФИАН-а. „Међутим, прецизност тих прогноза је прилично мала. То је потврдио и снажан земљотрес у Јапану у марту 2011.“

Неколико месеци после јапанске трагедије регистровано је неколико снажних подземних потреса у Казахстану, близу града Алма-Ате, где се управо и налази Тјаншанска висинска опсерваторија ФИАН-а. То је подстакло научнике да провере теоретске поставке које су изложиле њихове колеге 1980-их. Тако је настала концепција потпуно новог правца у потрази за весницима земљотреса, и тај правац се заснива на регистровању аномалног акустичког одјека сеизмичке зоне под напоном, када на њу делују продорне честице космичког зрачења. За мониторинг стања сеизмичке зоне научници су примењивали космогеофизички метод.

„Основа тог метода је космичко зрачење, тачније мион као његова компонента“, објашњава Владимир Рјабов. „Млазеви миона попут зрака светлости осветљавају горње слојеве Земље, али могу да продиру и десетак километара у дубину. У зависности од сеизмичке активности приликом додира са мионима стенска маса ослобађа еластичну потенцијалну енергију, што генерише акустичке таласе које могу да детектују специјални сензори постављени на површини Земље или на одређеној дубини. По амплитуди акустичких сигнала одређује се ниво сеизмичности.“

Пример регистровања акустичких сигнала који су у временској корелацији са мионским „окидачем“ (временски моменат приказан вертикалном линијом), добијеним приликом проласка групе миона кроз детекторе. Мониторинг акустичког одјека може се интерпретирати као реакција активирања сеизмичког дисконтинуитета на дубини од око 100 метара у односу на уређај који бележи пролазак групе миона. Илустрација: Владимир Рјабов.

По мишљењу научника, мониторинг оваквог емитовања акустичких сигнала може се користити као индикатор стања сеизмичког жаришта које претходи земљотресу. При томе није толико важан добијени сигнал у конкретном тренутку, колико његова измена током дужег периода.

У зависности од сеизмичке активности приликом додира са мионима стенска маса ослобађа еластичну потенцијалну енергију, што генерише акустичке таласе које могу да детектују специјални сензори.

Експерименти у Тјаншанској висинској опсерваторији, извршени овога лета, показали су да пролазак честице која продире дубоко у земљу изазива акустичке одјеке у дубини земљине коре са дисконтинуитетом. Научници су регистровали известан број таквих случајева, што наводи на претпоставку да метод функционише.

„Сада треба вршити мониторинг у дужем периоду, поставити неколико станица и сондирати прилично велику површину у сеизмички нестабилном подручју где се налазе објекти од виталног значаја“, сматра Рјабов. „Дошли смо до следећег закључка: да би се поуздано контролисала ситуација, на пример, у околини Алма-Ате, треба поставити осам станица и вршити испитивања неколико година.“

Ако се експерименти наставе и успешно окончају, наука ће добити први инструмент за прогнозирање опасних сеизмичких појава, као и нова знања о деловању космичког зрачења на глобалне природне процесе.

Руски текст на сајту S&T RF.

Росијскаја газета. Сва права задржана.