Naukowcy z Pennsylvania State University pokazali, że fale dźwiękowe powstające podczas burz mogą być wykorzystywane do badania budowy podłoża. Jednym ze współautorów pracy opublikowanej w „Science Advances” jest polski geofizyk dr Rafał Czarny, obecnie związany z Institute of Mine Seismology w Australii.
Podczas wyładowania atmosferycznego gwałtownie ogrzane powietrze rozszerza się, tworząc falę uderzeniową, która przechodzi w słyszalny grzmot. Gdy fala dociera do powierzchni Ziemi, część jej energii wprawia grunt w bardzo słabe drgania sejsmiczne, określane jako thunderquakes.
Badacze sprawdzili, czy takie drgania można wykorzystać podobnie jak fale generowane przez trzęsienia ziemi lub specjalistyczny sprzęt geofizyczny. Posłużyli się około czterokilometrowym światłowodem znajdującym się na kampusie Pennsylvania State University oraz technologią Distributed Acoustic Sensing. Pozwala ona wykrywać minimalne odkształcenia włókna wywołane ruchem gruntu.
Światłowód zapewnił ponad 2100 punktów pomiarowych rozmieszczonych co około dwa metry. Z prawie 180 terabajtów danych naukowcy wybrali 458 wyraźnych przypadków drgań wywołanych grzmotami i zestawili je z informacjami o konkretnych wyładowaniach atmosferycznych.
Analiza pozwoliła odtworzyć budowę podłoża do głębokości około 100 metrów. Wykryto cztery obszary, w których fale rozchodziły się wolniej, co wskazuje na silnie spękane lub zwietrzałe fragmenty podłoża krasowego. Wyniki były zgodne z niezależnymi danymi z odwiertów, innych badań geofizycznych oraz obserwacji satelitarnych.
Nowa metoda nie ma zastąpić tradycyjnych badań sejsmicznych, ale może być przydatna tam, gdzie trudno zastosować ciężki sprzęt albo naturalne trzęsienia ziemi występują rzadko, za to częste są burze. Zdaniem badaczy pokazuje to, że do obrazowania wnętrza Ziemi można wykorzystywać również energię dostarczaną przez atmosferę.
Źródła:
https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C114670%2Cgrzmoty-burzowe-moga-pomoc-badac-co-znajduje-sie-pod-powierzchnia-ziemi
PAP/Michał Zieliński
