Postoji jasna statistička korelacija između globalne seizmičke aktivnosti i promena u intenzitetu kosmičkog zračenja zabeleženih na površini naše planete, što potencijalno pomaže u predviđanju zemljotresa. Iznenađujuće, pokazuje periodičnost koja izmiče nedvosmislenoj fizičkoj interpretaciji.
Jaki zemljotresi obično rezultiraju velikim brojem ljudskih žrtava i ogromnim materijalnim gubicima. Razmere tragedije mogle bi se značajno smanjiti kada bismo imali mogućnost da predvidimo vreme i mesto ovakvih kataklizmičkih događaja. Projekat CREDO, koji je 2016. godine pokrenuo Institut za nuklearnu fiziku Poljske akademije nauka (IFJ PAN) u Krakovu, pokušava da proveri ranije poznatu hipotezu da se zemljotresi potencijalno mogu predvideti posmatranjem promena u… kosmičkom zračenju.
Statističke analize su pokazale da korelacija između ova dva fenomena zaista postoji, ali ispoljava karakteristike koje niko nije očekivao.
Međunarodni projekat CREDO (Cosmic Rai Ektremeli Distributed Observatori) je virtuelna opservatorija kosmičkih zraka, otvorena za sve, koja prikuplja i obrađuje podatke ne samo sa sofisticiranih naučnih detektora, već i sa velikog broja manjih detektora, među kojima su CMOS senzori u pametni telefoni prednjače (da biste pametni telefon pretvorili u detektor kosmičkih zraka, jednostavno instalirajte besplatnu aplikaciju CREDO Detector).
Jedan od glavnih zadataka CREDO-a je praćenje globalnih promena u fluksu sekundarnog kosmičkog zračenja koje stiže do površine naše planete. Ovo zračenje se najintenzivnije proizvodi u Zemljinoj stratosferi u okviru takozvanog Regener-Pfotzerovog maksimuma, gde se čestice primarnog kosmičkog zračenja sudaraju sa molekulima gasa naše atmosfere i pokreću kaskade sekundarnih čestica.
„Na prvi pogled, ideja da postoji veza između zemljotresa i kosmičke radijacije, koja u svom primarnom obliku dopire do nas uglavnom sa sunca i dubokog svemira, može izgledati čudno. Međutim, njene fizičke osnove su potpuno racionalne“, kaže dr Pjotr. Homola (IFJ PAN i AstroCeNT CAMK PAN), koordinator CREDO-a i prvi autor članka koji opisuje otkriće u Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Phisics.
Glavna ideja ovde je zapažanje da su vrtložne struje u tečnom jezgru naše planete odgovorne za generisanje Zemljinog magnetnog polja. Ovo polje skreće putanje naelektrisanih čestica primarnog kosmičkog zračenja. Dakle, ako bi veliki zemljotresi bili povezani sa poremećajima u tokovima materije koji pokreću Zemljin dinamo, ovi poremećaji bi promenili magnetno polje, što bi zauzvrat uticalo na tragove čestica primarnog kosmičkog zračenja na način koji zavisi od dinamike. poremećaja unutar naše planete.
Kao rezultat toga, zemaljski detektori bi trebalo da vide neke promene u broju otkrivenih sekundarnih čestica kosmičkog zraka.
Fizičari CREDO analizirali su podatke o intenzitetu kosmičkih zraka sa dve stanice projekta Neutron Monitor Database (prikupljene tokom poslednjih pola veka) i Opservatorije Pierre Auger (prikupljene od 2005). Izbor opservatorija određen je činjenicom da se nalaze sa obe strane ekvatora i koriste različite tehnike detekcije. Analize su uključivale promene u solarnoj aktivnosti, kako je opisano u bazi podataka koju vodi Centar za analizu podataka o solarnim uticajima. Ključne informacije o Zemljinoj seizmičkoj aktivnosti su zauzvrat dobijene iz programa Geološkog istraživanja SAD.
Analize su sprovedene korišćenjem nekoliko statističkih tehnika. U svakom slučaju, za proučavani period, pojavila se jasna korelacija između promena u intenzitetu sekundarnog kosmičkog zračenja i zbirne magnitude svih zemljotresa sa magnitudama većim ili jednakim 4. Važno je da ova korelacija postaje očigledna tek kada kosmički zraci podaci se pomeraju 15 dana unapred u odnosu na seizmičke podatke. Ovo je dobra vest, jer sugeriše mogućnost otkrivanja predstojećih zemljotresa mnogo unapred.
Nažalost, iz analiza nije jasno da li će biti moguće precizno odrediti lokacije kataklizmi. Korelacije između promena intenziteta kosmičkih zraka i zemljotresa nisu očigledne u analizama specifičnim za lokaciju. Pojavljuju se samo kada se uzme u obzir seizmička aktivnost na globalnom nivou. Ova činjenica može značiti da se u promeni intenziteta kosmičkih zraka može uočiti pojava kojoj je naša planeta podvrgnuta u celini.
„U naučnom svetu je prihvaćeno da se može reći da je otkriće napravljeno kada nivo statističke pouzdanosti potvrđujućih podataka dostigne pet sigma, ili standardne devijacije. Za uočenu korelaciju, dobili smo više od šest sigma, što znači šansa manja od jedan prema milijardu da je korelacija posledica slučajnosti. Dakle, imamo veoma dobru statističku osnovu za tvrdnju da smo otkrili zaista postojeći fenomen. Samo je pitanje da li je to zaista ona koju smo očekivali? “ čudi se dr Homola.
Zaista, ispostavilo se da globalna priroda posmatranog fenomena i 15-dnevni napredak u seizmičkoj aktivnosti očigledan u kosmičkom zračenju nisu jedine intrigantne zagonetke povezane sa otkrićem. Glavno iznenađenje je velika periodičnost korelacije – fenomen koji niko nije očekivao. analize pokazuju da se korelacioni maksimum javlja svakih 10-11 godina, period sličan ciklusu solarne aktivnosti. Međutim, to se nikako ne poklapa sa maksimalnom aktivnošću naše zvezde.
Štaviše, postoje i druge uobičajene periodičnosti nepoznate prirode iu kosmičkim zracima iu seizmičkim podacima. Primeri uključuju periodične promene u seizmičkoj aktivnosti i intenzitetu sekundarnog kosmičkog zračenja tokom ciklusa koji odgovara zvezdanom danu na Zemlji (jednako 24 sata minus ~236 sekundi).
Da li je moguće da su kosmičko-seizmičke korelacije uzrokovane nekim faktorom koji dopire do nas izvan Sunčevog sistema, sposoban da istovremeno proizvede zračenje i seizmičke efekte? Samo koji konvencionalni fizički fenomen može čak i kvalitativno da objasni očigledne korelacije?
Nedostatak klasičnih objašnjenja za uočene periodičnosti izaziva razmatranje moguće uloge drugih, manje konvencionalnih pojava. Jedan od njih bi mogao biti prolazak Zemlje kroz tok tamne materije moduliran od strane Sunca i drugih masivnih tela u našem planetarnom sistemu.
Zemlja, sa svojim velikim magnetnim poljem, je izuzetno osetljiv detektor čestica, mnogo puta veći od detektora koje je napravio čovek. Stoga je razumno dopustiti mogućnost da on reaguje na pojave koje su nevidljive za postojeće merne uređaje.
„Bez obzira na izvor uočenih periodičnosti, najvažnija stvar u ovoj fazi istraživanja je da smo pokazali vezu između kosmičkog zračenja zabeleženog na površini naše planete i njegove seizmičnosti — i ako postoji nešto, možemo biti sigurno, naše zapažanje ukazuje na potpuno nove i uzbudljive mogućnosti istraživanja“, zaključuje dr Homola.
