ارتعاشات حاصل از قطارها می تواند به زلزله شناسان کمک کند تا در زیر زمین نگاه کنند



قطارها سر و صدای زیادی ایجاد می کنند و زلزله شناسان این موضوع را دوست دارند.

قطارها سر و صدای زیادی ایجاد می کنند و زلزله شناسان این موضوع را دوست دارند. (Pixabay /)

تقاضای زیرزمینی یک تجارت کاهش یافته است. درک آنچه در زیر پاهای ما قرار دارد برای همه چیز از جستجوی مواد معدنی تا پیش بینی زلزله بسیار مهم است. دانشمندان در جستجوی یافتن راه های بهتر برای زیر چشم زدن در زیر سطح ، به منبع منحصر به فرد: قطارها روی آورده اند.

قطارهای در حال حرکت ، امواج لرزه ای را به زمین می فرستند ، تقریباً مانند یک زمین لرزه مینیاتوری مداوم. از آنجا که این امواج ویژگی های زمین شناسی زیر سطح را می شویند ، بر اساس آن شکل تغییر می کنند. طی دهه گذشته دانشمندان دریافته اند که می توانند با گوش دادن به ارتعاشات آنها از راه دور و بسته بندی سر و صدا ، این امواج را مهار کنند و تصویری از آنچه این امواج از سر گذرانده اند ، ایجاد کنند.

نصب لرزه سنج ها

محققان برای گوش دادن به این امواج شروع به کاشت آرایه های لرزه سنجی کردند. این سنسورها نباید در کنار آهنگ ها باشند. آنها می توانند چند ده مایل دور باشند. برای به تصویر کشیدن یک منطقه ، محققان معمولاً فقط به یک آرایه نیاز دارند. اگر آنها علاقه مند به مشاهده یک عنصر زیرزمینی هستند – مثلاً یک نقص – محققان دو آرایه را در دو طرف این عنصر قرار می دهند.

فرانسوا لاو ، دانشجوی دکترا در دانشگاه گرنوبل آلپ فرانسه ، یکی از چندین مکانی که زلزله شناسان با قطار بازی می کنند ، گفت: “بر خلاف مهندسانی که تمام تلاش خود را برای به حداقل رساندن سر و صدای تولید شده توسط قطار انجام می دهند ، برای ما لرزه شناسان ، هر چه بلندتر می شود.” .

به همین دلیل قطارهای باری طولانی مانند قطارهایی که در سراسر قاره آمریکای شمالی حرکت می کنند ایده آل هستند. در حقیقت ، دانشمندان تخمین می زنند که یک کیلومتر قطار باری که 10 کیلومتر از مسیر عبور می کند معادل زلزله ای به بزرگی 1.0 در مقیاس ریشتر است. لاو می گوید: “ممکن است به نظر کم برسد ، اما بسیار بالاتر از سطح پس زمینه لرزه ای است و به راحتی توسط لرزه سنج های بسیار حساس ما قابل تشخیص است.”

اگر شما فقط حسگرها را در زمین قرار داده و به صداهای اطراف زمین در حال حرکت گوش دهید ، ممکن است مجبور شوید هفته ها یا ماه ها گوش دهید تا تصویری از آنچه در زیر شماست را بدست آورید. از طرف دیگر ، اگر از صدای قطار استفاده می کنید ، می توانید با کمتر از ده قطار ، یک تصویر واضح بدست آورید.

سر و صدای قطار را به عکس تبدیل کنید

مسیر از صدای قطار تا تصویر قابل استفاده شامل چندین مرحله است. قطارهای باری خیلی بیشتر از زلزله می آیند ، اما آنها تمایلی ندارند که طبق یک برنامه مشخص حرکت کنند. این بدان معنی است که سنسورها باید به مدت یک ماه به طور مداوم کار کنند. برای جلوگیری از تجمع داده های غیرضروری در ترابایت ، سنسورها باید به طور خودکار هنگام ورود قطار را شناسایی کرده و سپس این داده ها را انتقال دهند.

هنگامی که این کار را انجام دهند ، محققان اهمیتی نمی دهند که چه اتفاقی برای لرزه سنج می افتد. آنها به آنچه بین سنسورها اتفاق می افتد علاقه مند هستند. بنابراین در حالی که محققان داده های چندین حسگر را جمع آوری می کنند ، آنها با هم ارتباط برقرار می کنند تا تفاوت بین هر سنسور را بشنوند. این داده ها را به سیگنال های قابل استفاده تبدیل می کند.

سپس قسمت روی حیله و تزویر می آید. محققان باید امواج قطار را از انعکاس آنچه که امواج آنها از آن عبور کرده اند مخلوط کنند. لاوو گفت: “دقیقاً نحوه انجام این کار هنوز در دست کار است و احتمالاً بستگی به پرونده دارد.” امضای لرزه ای قطار می تواند بسته به سرعت قطار ، فاصله بین چرخ های آن و سختی زمین زیر ریل های آن متفاوت باشد. برای فیلتر کردن این امضا ، دانشمندان نیاز به درک کاملی از این خواص دارند.

اما وقتی زلزله شناسان این موضوع را بدست آوردند ، می توانند از داده هایی که در چندین نقطه جمع کرده اند برای جمع آوری تصاویر آنچه در زیر سطح قرار دارد استفاده کنند.

تحریک به آینده

لاووئه معتقد است که مزیت اصلی استفاده از قطارها این است که آنها منبع بسیار خوبی از انواع موج های لرزه ای هستند که در عمق زیر سطح انتشار می یابند و وقتی در تماس با مشخصات پایین قرار گیرند تغییر می کنند. معمولاً این اعماق توسط موج های دیگری که به سطح سفر می کنند ، پوشانده می شوند. قطارها آنقدر سر و صدا ایجاد می کنند که امواج عمیق می توانند از آن عبور کنند.

اما این امواج سطحی یک اشکال دیگر است: قطارها در تولید آنها مهارت چندانی ندارند. بنابراین محققان استفاده از قطار برای تصویربرداری نزدیک سطح کار دشوارتر است ، هرچند دانشمندانی مانند همکار لاوئه ، لورا پینسون-رینکن در تلاشند تا با درک بهتر سیگنال های قطار ، از این مانع عبور کنند.

سوزان ون در لی ، یک زلزله شناس در دانشگاه نورث وسترن ، می گوید استفاده از قطار در حال تبدیل شدن به یک روش کاملاً شناخته شده در دنیای لرزه نگاری است ، حتی اگر نسبتاً جدید باشد. لاوو می گوید محققان دانشگاه گرنوبل آلپ در حال حاضر در حال یافتن راه هایی برای استفاده از آن هستند: جستجوی مواد معدنی در انتاریو و سوئد و نظارت بر گسل های کالیفرنیا.

ممکن است زلزله شناسان برای کمک به دیدن آنها در زیر مجبور شده باشند زمین را با مواد منفجره منفجر کنند. اکنون آنها به سمت استفاده از منابع سر و صدا موجود مانند سر و صدای محیط امواج اقیانوس و باد ، یا سر و صدای انسان از ترافیک و حفاری و قطارها حرکت می کنند. با بسیاری از خطوط قطار که در حال حاضر در سراسر قاره ها پیچیده شده اند ، آنها می توانند کلیدی برای باز کردن قسمت های جدیدی از جهان در زیر پاهای ما باشند.


منبع: khabar-reza.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*