• 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

«Поющая» лава поможет предсказанию опасных извержений

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

Ученые раскрыли тайну образования континентов

В геологическом смысле континент соответствует крупному блоку коры континентального типа и включает в себя кроме суши также территорию...

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...

Человечество может начать добычу полезных ископаемых со дна океана уже через год

Добывающая платформа в океане / © dawnnet.org / Автор: Никита Тарасов Науру — карликовое государство площадью всего в...

Геофизики определили, как формировались земные континенты

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

В Якутии обнаружили самый древний алмаз

Кимберлит с алмазом / © IRocks / Автор: Plinia Abito Алмаз — это минерал, образованный всего одним химическим...

Внутреннее ядро Земли может быть суперионным

©Michael Vincent, University of Illinois at Urbana-Champaign / Автор: Сергей Данилов Многие загадки, связанные с внутренним ядром Земли,...

Ледяные керны помогли проследить два миллиона лет истории атмосферы

Профессор Эдвард Брук (Edward Brook) демонстрирует один из образцов, датированных возрастом два миллиона лет / ©Oregon State University...

Ученые обнаружили самые ранние геохимические свидетельства тектоники литосферных плит

© Flickr / Автор: Sycophanta Duccius Земная кора и верхний слой мантии под ней разделены на литосферные плиты....

Ученые решили «проблему пропавшего льда» во время максимума последнего оледенения

Новая карта глобального оледенения 20 тысяч лет назад. Толщина ледников показана цветом — самые тонкие салатовым, самые толстые...

В ядре Земли может быть в десятки раз больше водорода, чем в океанах

В ядре Земли может быть в десятки раз больше водорода, чем в океанах / ©Getty images / Автор:...

Геологи реконструировали древний климат Сахары

Пустыня Сахара / ©Getty images / Автор: Сергей Данилов Работа опубликована в журнале Nature Geoscience. Известно, что Сахара...

Геологи впервые подтвердили неоднородность земного ядра

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

Вулкан, ставший одной из возможных причин сокращения численности наших предков, может быть опасным до сих пор

Озеро Тоба внутри огромной кальдеры вулкана с одноименным названием / ©Getty images / Автор: Владимир Богданов Супервулканы —...

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...

Алмаз выдержал рекордное давление в 20 миллионов атмосфер

55 Рака e — экзопланета, как считается, исключительно богатая графитом и алмазами / ©NASA, JPL-Caltech / Автор: Plinia...

Показано, что континентальная кора возникла на 500 миллионов лет раньше, чем предполагали

Показано, что континентальная кора возникла на 500 миллионов лет раньше, чем предполагали / ©Getty images / Автор: Messiena...

Ученые объяснили возникновение катастрофических наводнений после лесных пожаров

Пожары 2020 года на фоне Лос-Анджелеса: снимок с высоты Обсерватории Маунт-Вилсон / ©Doc Searls, Flickr / Автор: Татьяна...

Ученые узнали, куда исчезла вода из самого большого моря в истории Земли

Паратетис в эпоху неогена / ©Википедия / Автор: Татьяна Соловьёва Работа опубликована в журнале Scientific Reports. Паратетис —...

Геологи нашли следы континента Арголэнд

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