Senzori koji detektuju promene atmosferskog pritiska usled podrhtavanja tla takođe mogu da dobiju podatke o velikim zemljotresima i eksplozijama koje prelaze gornju granicu mnogih seizmometara, prema novom istraživanju.
Senzori, koji detektuju nečujne infrazvuke koji se prenose kroz vazduh, mogli bi da poboljšaju upozorenja na cunami i druge hitne reakcije, a istovremeno smanje troškove.
Istraživanje naučnika Geofizičkog instituta Ferbanks Univerziteta Aljaske pokazuje da infrazvučni senzori mogu poboljšati određivanje magnitude. Početno upozorenje na cunami zasniva se isključivo na procenjenoj magnitudi i lokaciji.
Infrazvučni senzori koštaju manje od seizmometara, pouzdani su i postoje u velikom broju na Aljasci za druge namene.
„Ono što smo uradili je da koristimo infrazvuk u svrhu za koju zapravo nije namenjen“, rekao je Ken Mekferson iz Tehničkog centra Vilson na Aljasci Geofizičkog instituta. „Otkrili smo da dobro funkcioniše za pružanje potpunih podataka o jakim zemljotresima.“
Ovi infrazvučni instrumenti sa senzorom pritiska se generalno koriste u ne-seizmičke svrhe, kao što je detekcija rudarskih eksplozija ili nuklearnih detonacija. Takođe beleže klizišta, erupcije vulkana ili meteore koji ulaze u Zemljinu atmosferu.
Macpherson detaljno opisuje upotrebu infrazvučnih senzora za seizmologiju u istraživačkom radu objavljenom 21. aprila u Biltenu Seizmološkog društva Amerike.
Macpherson je naučnik seizmo-akustičkog istraživanja i operacija. Ostali iz Tehničkog centra Vilson Aljaska uključeni u istraživanje uključuju direktora Dejvida Fija, specijalistu za podatke Džulijan Kofi i specijalistu za mašinsko učenje Aleks Vitsil, koji sada radi u privatnom sektoru.
Infrazvučni senzori beleže promene vazdušnog pritiska izazvane infrazvučnim talasima, koji su na frekvenciji ispod one koju ljudi mogu čuti.
Infrazvučni senzori mogu da registruju ceo opseg kretanja tla prilikom zemljotresa otkrivanjem promena vazdušnog pritiska uzrokovanih kretanjem tla nagore i nadole tokom zemljotresa.
Kretanje tla nagore komprimira vazduh, povećavajući vazdušni pritisak slično kao klip. Kretanje nadole smanjuje pritisak.
Promene pritiska čak i od najvećih zemljotresa su daleko ispod gornje granice infrazvučnih senzora.
Nasuprot tome, seizmometri, koji beleže stvarno kretanje tla, imaju gornju granicu, što znači da vrhunski podaci mogu izostati za velike zemljotrese. Oni takođe mogu propustiti podatke o manjim zemljotresima ako se dogode preblizu seizmometra.
Seizmolozi taj gubitak podataka nazivaju „sečenjem“.
„Ako pojačate svoj stereo uređaj previsoko, dobićete užasan zvuk“, rekao je Mekferson. „To znači da ste premašili dinamički opseg zvučnika. To se može desiti seizmometru.“
Seizmolozi mogu da prevaziđu kliping postavljanjem detektora jakog pokreta, koji se razlikuju od infrazvučnih senzora. Ovi senzori pokreta neće zaobići skalu tokom intenzivnog podrhtavanja, ali su skupi i nisu precizni za manje potrese. Oko 130 se nalazi oko Aljaske, uglavnom u urbanim sredinama i blizu poznatih raseda.
Kao jedan primer, Macpherson i njegove kolege uporedili su infrazvučne podatke magnitude 7,1 u Enkoridžu od 30. novembra 2018. sa podacima sa seizmometra. Oba instrumenta bila su na istoj lokaciji 28,6 milja od epicentra.
„Seizmometarski snimak tog zemljotresa otišao je pravo u dinamički opseg instrumenta i prestao“, rekao je Mekferson. „Dakle, dolazi do gubitka informacija o amplitudi.“
Seizmometar je bio jedan od nekoliko u regionu južne centralne Aljaske kojima nedostaju vrhunski podaci iz tog zemljotresa. Podaci sa infrazvučnog senzora nisu isečeni.
Da bi proverio tačnost vrhunskih podataka infrazvučnog monitora, Mekferson ih je uporedio sa podacima sa seizmometra snažnog kretanja na istoj lokaciji. Poklapali su se.
Infrazvučni senzori takođe mogu pružiti podatke jednako blagovremene kao i seizmometri. To je posebno važno ako je cunami moguć. Nacionalni centar za upozorenje na cunami ima samo četiri minuta da izda upozorenje od trenutka pojave zemljotresa.
„Ako svi bliski seizmometri snime, a Centar za upozorenje na cunami pokušava da dobije tačnu magnitudu za upozorenje na cunami, mogli bi brzo da izračunaju magnitude iz obližnje infrazvučne stanice koja je smeštena sa seizmometrom“, rekao je Kofi.
Aljaska ima oko 150 infrazvučnih senzora pored seizmičkih monitora širom države.
Neki od njih su bili deo EarthScope Transportable Arrai, projekta koji je finansirala Nacionalna naučna fondacija za mapiranje Zemljine kore i gornjeg omotača. Privremeni niz se postepeno kretao širom zemlje, dostigavši Aljasku 2014. Devedeset šest od ovih stanica je sada deo stalne mreže za praćenje Aljaskog centra za zemljotrese.
„Imamo ovaj jedinstveni resurs na Aljasci i guramo nauku da izvučemo maksimum iz toga što možemo“, rekao je Makferson. „Tražimo da ga iskoristimo na nove načine.“
