• 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

Геологи нашли следы континента Арголэнд

Австралия / © Getty images / Автор: Андрей Чернов Науке известно, что примерно 155 миллионов лет назад от...

В Антарктике впервые обнаружена утечка придонного метана

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

Геологи назвали Гренландию родиной Скандинавии

Геологи назвали Гренландию родиной Скандинавии / © Getty images Дания, Швеция, Норвегия и Финляндия покоятся на части земной...

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,...

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...

Геофизики определили, как формировались земные континенты

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

Геологи обнаружили следы цунами от падения погубившего динозавров астероида

©Mark Garlick / Автор: Sycophanta Duccius Около 66 миллионов лет назад массивный астероид, упавший на Землю близ нынешней...

Исследование поставило под вопрос теорию формирования континентов

Изображение суперконтинента Пангея / ©Wikipedia / Автор: Ptolemocratia Acerronius Хотя суперконтиненты появились около трех миллиардов лет назад, то,...

У берегов Западной Африки нашли древний ударный кратер — примерно того же возраста, что и Чиксулуб

Моделирование показало, что Надир образовался примерно на границе мелового и палеогенового периодов, то есть около 66 миллионов лет...

Часть Тихого океана обнаружили на глубине более 400 километров под Китаем

Одна из моделей геологического строения обнаруженной аномалии в вертикальном разрезе / ©Wang, X., Chen, QF., Niu, F. et...

Вода океанов могла появиться прямо на Земле

Молодая Земля, покрытая океаном магмы: взгляд художника / ©Smithsonian / Автор: Lampronia Auxilius Трудно переоценить ту роль, которую...

Геологи впервые подтвердили неоднородность земного ядра

Земное ядро располагается глубоко под поверхностью Земли / © cnn.com / Автор: Артем Фомин Наша планета под слоем...

Ученые создали модель внутренней структуры вулканов

Изображение внутренней системы вулкана / © Университет Абердин / Автор: Plinia Abito Группа европейских ученых из университетов Абердина,...

Колебания магнитного поля предупредят о приближении цунами

Последствия цунами в Чили в 2010 г. / ©International Federation of Red Cross and Red Crescent Societies /...

До Гренландии добрались остатки тропического циклона: климат острова переходит в новую фазу

Гренландия, ледовый щит. В периоды таяния ручейки могут сливаться в небольшие временные реки, исчезающие зимой / ©rWikimedia Commons...

Черное море до сих пор «не пережило» ледниковый период, который завершился почти 12 тысяч лет назад

Черное море. Вид из космоса / ©Getty images / Автор: Владимир Богданов Работа опубликована в журнале Earth and...

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,...

Нейросеть научилась замечать землетрясения по изменениям гравитации Земли

Последствия землетрясения и цунами в Японии в 2011 году: разрушенный и затопленный аэропорт Сендай / ©USAF / Автор:...

В районе Мертвого моря обнаружили минерал, известный ранее только в метеоритах

Общий вид найденной породы / ©www.eurekalert.org / Автор: Дмитрий Жуков Работа опубликована в журнале American Mineralogist. Речь идет...

«Поющая» лава поможет предсказанию опасных извержений

Поток лавы, вырвавшийся с вершины Килауэа в 2018 году /©USGS / Автор: Plinia Abito Когда большой фрагмент породы...