• 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

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...

Первым миграциям человека из Африки способствовала крупнозернистая пыль

На карте показан регион Леванта (заштрихован оранжевым), который является западной частью общей области Плодородного полумесяца (заштрихован желтым); области...

Раскалывающиеся кристаллы кварца могли подготовить жизнь на Земле к кислородной катастрофе

©Tjflex2, Flickr / Автор: Наталья Федосеева Современная атмосфера Земли примерно на 20 процентов состоит из молекулярного кислорода. Но...

«Поющая» лава поможет предсказанию опасных извержений

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

Геологи предположили, что ядро Земли меняет направление своего вращения

©Wikimedia Commons / Автор: Cloelia Andronicus Центральную часть нашей планеты разделяют на две части: жидкое внешнее ядро, движения...

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...

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...

Изменения климата грозят экстремальными потопами в городах и небольших водосборных бассейнах

©Universal Pictures / Автор: Messiena Lucretius Комплексное исследование провели специалисты из Центра Тиндалла по исследованию изменения климата и...

Озоновая дыра над Южным полюсом по размерам стала больше Антарктиды

Озоновая дыра над Южным полюсом, 15 сентября 2021 года / © Служба мониторинга атмосферы Copernicus / Автор: Plinia...

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,...

Тяжесть мегаполисов вызывает понижение уровня суши

©Don McCullough / Автор: Иван Беляев Большая часть человечества проживает неподалеку от побережья — в регионах, чувствительных к...

Геологи нашли древнюю тектоническую мегаплиту

Океаническая плита Понтус и ее местоположение в древнем Тихом океане 120 миллионов лет назад / © www.eurekalert.org /...

Соленость воды оказалась ключевым фактором замерзания полярных морей

©Monja Šebela, Copernicus Sentinel-2 / Автор: Pinaria Caprarius Зимний холод остужает приповерхностные слои воды. Но это еще не...

Фрагменты Тейи могут сохраняться в земной мантии

©Maria Tsekhmistrenko / Автор: Наталья Федосеева Глубоко в недрах Земли ее ядро окружает пара загадочных структур, словно гигантские...

Ученые определили возможный возраст реки Янцзы

Река Янцзы / ©Getty images / Автор: Plinia Abito Работа опубликована в журнале Geophysical Research Letters. Споры о...

Геологи обнаружили гигантские «тепловые столбы», которые делают нас богаче

Природные алмазы формируются при огромном давлении в недрах Земли / © mining-portal.ru / Автор: Milonia Larcius Люди, занимающиеся...

Криптон в земном ядре стал «уликой» падения на нашу планету тел из внешней Солнечной системы миллиарды лет назад

Свечение сверхчистого криптона в газоразрядной трубке / ©Hi-Res Images of Chemical Elements / Автор: Euclio Drusus Научная работа...

Впервые за 40 лет начал извергаться крупнейший активный вулкан в мире

На предоставленной Геологической службой США фотографии видны потоки лавы, извергнутые Мауна-Лоа / © usgs.gov / Автор: Euclio Drusus...

Спутниковые радары показали, что почти половина крупнейших городов Китая медленно погружается под воду

Шанхай / © Ralf Leineweber, unsplash.com Во многих прибрежных городах по всему миру оседание грунта сегодня превышает абсолютный...

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,...