• 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 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 —...

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...

В Якутии обнаружили самый древний алмаз

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

Ученые: в 2020 году Земля вращалась быстрее обычного

©ESO, F. Kamphues / Автор: Андрей Чернов 2020 год оказался одним из самых коротких в буквальном смысле этого...

В Антарктике впервые обнаружена утечка придонного метана

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

Ученые раскрыли тайну образования континентов

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

Открыт самый северный остров Земли

Крошечный остров у побережья Гренландии / © Julian Charriere via Reuters / Автор: Godefridus Victorinus У побережья Гренландии...

Источником первого кислорода на Земле была не только жизнь

Архейская Земля была не особо похожа на нынешнюю / © Alec Brenner, Harvard University / Автор: Plinia Abito...

Правда ли, что нефть появилась из динозавров?

Расхожая фраза утверждает, что нефть получилась из динозавров. Но так ли это на самом деле? / ©geologyin.com /...

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...

Ученые создали модель внутренней структуры вулканов

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

GPS поможет предсказывать землетрясения

©UWI Seismic Research Centre / Автор: Messiena Lucretius Землетрясения могут быть по-настоящему катастрофическими, приводя к серьезным разрушениям и...

Фейк: вторая Суперлуна в августе запустит разрушительные землетрясения на планете

Разница в размере видимого диска Луны при суперлунии и при микролунии может достигать 14 процентов / © Wikimedia...

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...

Экологи создали карту рек и регионов, которые больше всего загрязняют Мировой океан

Именно по ним в Мировой океан попадает больше всего пластика / © The Ocean Clean Up / Автор:...

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,...

Мощное магнитное поле молодой Земли могло создаваться остыванием планеты

©Argonne National Laboratory, Flickr / Автор: Godefridus Victorinus Движение расплавленного, богатого железом ядра Земли создает глобальное магнитное поле,...

Фрагменты Тейи могут сохраняться в земной мантии

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

Самый большой в мире айсберг откололся от Антарктиды

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

Исследование подтвердило, что ураганы станут сильнее

На Дальнем Востоке и в Юго-Восточной Азии тропические циклоны называются тайфунами, а в Северной и Южной Америке —...