• Виктор
  • Статьи
  • 2 мин. чтения

Землетрясение впервые удалось зафиксировать с воздушного шара. Эта технология пригодится венерианским зондам


©NASA, JPL
/ Автор: Анастасия Кожевникова

Серию экспериментов специалисты JPL провели еще в 2019 году, но обработка их результатов заняла продолжительное время. Научную работу с описанием метода и анализом полученных данных они недавно опубликовали в журнале Geophysical Research Letters.

Подземные толчки вызывают колебания окружающего воздуха, которые могут улавливать приборы на летательных аппаратах. Но это в теории, а на практике эту концепцию до недавнего времени полноценно ни разу не проверяли. И если на Земле у человечества есть отличная возможность расположить множество чувствительных сейсмометров по всей поверхности планеты, то на других небесных телах такая роскошь может быть недоступна.

Американская Лаборатория реактивного движения (JPL) создала сравнительно простой аппарат для экспериментального подтверждения возможности регистрации землетрясений таким способом. Он представляет собой небольшой блок аппаратуры с высокочувствительным барометром. Проходя мимо него, акустические волны вызывают небольшой скачок давления воздуха, который и регистрирует прибор.

©NASA, JPL

Проверить свою разработку в реальных условиях инженеры JPL решили в июле 2019 года. Тогда между четвертым и шестым числом около города Риджкрест в штате Калифорния произошла серия мощных землетрясений. За ними последовали порядка десяти тысяч афтершоков (повторных, более слабых толчков) на протяжении полутора месяцев. Блоки аппаратуры с барометрами разместили на четырех воздушных шарах типа «гелитроп».

Такие воздушные шары запускаются на рассвете и набирают высоту за счет нагрева наполняющего их газа солнцем. К вечеру, когда температура баллона падает, он снижается с 18-24 километров обратно на землю. Удача улыбнулась ученым 22 июля: афтершок магнитудой 4,2 зафиксировали приборы двух шаров. Правда, на одном соотношение сигнал-шум оказалось слишком плохим, так что его данные пришлось признать нерепрезентативными.

Зато второй барометр отчетливо уловил волну инфразвука, которая пришла к нему через 32 секунды, после того, как на расстоянии около 80 километров от него произошло землетрясение. Шар в этот момент находился на высоте порядка 4,8 километра. Этот момент стал первым случаем в истории, когда подземные толчки удалось зафиксировать с аэростата. Хотя, конечно, для понимания своего триумфа ученым пришлось несколько месяцев анализировать данные с барометра и сопоставлять их с показаниями наземных сейсмометров при помощи разнообразного ПО.

Тем не менее на основе этих результатов специалисты NASA смогут разработать новые продвинутые модели. А уже они, в свою очередь, позволят создать приборы воздушного базирования для регистрации сейсмических колебаний. Как на Земле, так и на других планетах с плотной атмосферой.

Важность сейсмометров

Большая часть информации об устройстве нашей планеты получена учеными при помощи тщательного анализа данных с сейсмометров. По тому, как волны распространяются в недрах небесного тела, можно составить картину их устройства. Причем человечество успело провести подобные эксперименты не только на Земле, но и на других небесных телах — Луне и Марсе. Сравнивая строение разных планет и их спутников, ученые получают более полное представление об эволюции подобных объектов и устройстве мира в целом.

С Венерой, однако, есть проблема: на ее поверхности температура превышает 460 градусов Цельсия (плавится свинец), а давление в 92 раза выше, чем на Земле (ветер передвигает небольшие камни и отесывает их в гальку, как вода). В таких условиях еще ни один венерианский исследовательский зонд не смог проработать существенно дольше двух часов. А для полноценных сейсмических наблюдений датчик должен функционировать несколько месяцев, а лучше — лет.

©NASA, JPL

Альтернатива, разрабатываемая Лабораторией реактивного движения, выглядит заманчиво. Аэростаты на Венере уже испытывали в советских миссиях аппаратов серии «Вега». Каждый из них на этапе спуска через атмосферу выпускал два зонда, представлявших собой воздушные шары с набором научного оборудования под ними. Эти аэростаты на протяжении 46 часов дрейфовали в венерианской атмосфере на высоте около 54 километров.

В этом регионе условия довольно близки к земным: давление около половины атмосферы, а температура колеблется между 27 и 43 градусами. То есть при желании на этой высоте можно разместить долгоживущий исследовательский зонд, удерживающийся на аэростате. Первый подобный аппарат на Венеру NASA планирует запустить в 2030 году, в рамках миссии DAVINCI+. Пока не уточняется, будут ли на него установлены барометры.

Но с точки зрения удобства регистрации землетрясений приборами атмосферного базирования Венера гораздо удобнее Земли. Расчеты инженеров JPL показывают, что на второй планете от Солнца инфразвуковые волны будут распространяться не менее чем в 60 раз эффективнее, чем в земном воздухе. Значит, даже у аппарата, находящегося на высоте порядка 50-60 километров, будет шанс зафиксировать сейсмические колебания. А это уже позволит ученым лучше понять загадочную внутреннюю структуру Венеры, о которой у человечества до сих пор катастрофически мало данных.


Source: https://lib.zaplata.ru/geolog/zemletriasenie-vpervye-ydalos-zafiksirovat-s-vozdyshnogo-shara-eta-tehnologiia-prigoditsia-venerianskim-zondam.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Землетрясение впервые удалось зафиксировать с воздушного шара. Эта технология пригодится венерианским зондам

©NASA, JPL / Автор: Анастасия Кожевникова Серию экспериментов специалисты JPL провели еще в 2019 году, но обработка их...

Вулканы оказались главным фактором регуляции количества CO2 в атмосфере. Но теперь их не хватает

Стратовулкан Сент-Хеленс в штате Вашингтон / ©Lyn Topinka, Wikimedia / Автор: Sycophanta Duccius Международный коллектив ученых под руководством...

Геофизики определили, как формировались земные континенты

Геофизики определили, как формировались земные континенты / ©Getty images / Автор: Сергей Данилов Работа опубликована в журнале Earth...

Полет сквозь рукава Млечного Пути помог формированию земной коры

Иллюстрация падения метеорита / ©Triff/Shutterstock / Автор: Иван Беляев Нестабильные гравитационные условия в спиральных рукавах Млечного Пути провоцировали...

Геологи подтвердили супервращение внутреннего ядра Земли

©Michael Vincent, University of Illinois at Urbana-Champaign / Автор: Екатерина Лебедева Сегодня наша Земля имеет два ядра: жидкое...

В Антарктике впервые обнаружена утечка придонного метана

Процессы, проходящие в Антарктике, серьезно тревожат ученых / Pixabay / Автор: Euclio Drusus Ученые из Университета штата Орегон...

Изменение орбиты Земли могло способствовать возникновению сложной жизни

Реконструкция периода “земли-снежка” / ©Getty images / Автор: Sycophanta Duccius Те времена так и называют — «земля-снежок». На...

Массовое вымирание 444 миллиона лет назад связали с резким уменьшением концентрации кислорода по всей Земле

Сланцевые и кремниевые отложения, обнаруженные на реке Пил (Юкон, Канада) и сформировавшиеся во времена позднего ордовикского периода и...

В Анголе нашли крупнейший розовый алмаз

Lulo Rose / ©www.dailymail.co.uk / Автор: Владимир Богданов Розовый алмаз получил название Lulo Rose — по аналогии с...

Окаменелость из юрского периода рассказала об охоте моллюска на рыбу, в результате которой никто из них не выжил

Изображение показывает поврежденные голову и тело Dorsetichthys bechei с зажатыми вокруг него щупальцами Clarkeiteuthis montefiorei / © Malcolm...

В Антарктиде обнаружили следы падения метеорита 430 тысяч лет назад

Метеорит над Антарктидой в представлении художника / © Flickr / Автор: Ирина Мельникова Мелкие метеориты, стремящиеся к Земле,...

Продемонстрирована связь между землетрясениями и выбросами углекислого газа из недр планеты

Пик Монте-Велино поднимается почти на 2500 метров / ©Wikimedia Commons / Автор: Plinia Abito Итальянские Апеннины всегда была...

Океанологи обнаружили крупнейшее извержение вулкана в голоцене

Расположение кальдеры Кикай на карте / © ru.wikipedia.org Извержения вулканов имеют решающее значение не только для геологии планеты,...

Под Гавайями нашли огромные запасы пресной воды — и это хорошая новость для всех вулканических островов

Схема распределения пресной и соленой воды в породах острова Гавайи / ©Science Advances 25 Nov 2020: Vol. 6,...

Самый большой в мире айсберг откололся от Антарктиды

Гигантский айсберг A-76 / © Copernicus Sentinel data (2021), processed by ESA / Автор: Euclio Drusus Огромный айсберг...

Аномальные землетрясения в США намекнули на скрытую активность древних вулканов

Обрушившаяся лавовая трубка на вулканическом поле Блэк-Рок-Дезерт / ©In the Company of Plants and Rocks / Автор: Наталья...

Ученые узнали, какая река — одна из самых черных в мире

Река Конго / © Midjourney / Автор: Екатерина Лебедева Ученые из Швейцарской высшей технической школы, Координационного центра по...

Ученые удревнили тектонику плит до времен возникновения жизни на Земле

В Персидском заливе сталкиваются две тектонические плиты: Аравийская (в нижней части снимка) приближается к Евразийской (в верхней части...

Геологи смоделировали «почву» для выращивания растений на Марсе

Кадр из к/ф “Марсианин” / ©svopi.ru / Автор: Visellia Orfius Исследование опубликовано в журнале Icarus. Терраформирование Марса —...

Ученые обнаружили минерал, образовавшийся при рекордно высокой температуре на поверхности Земли

© Flickr / Автор: Екатерина Лебедева Температура ядра Земли, предположительно, может достигать 6000 градусов Цельсия, но поверхность нашей...