تکنولوژی نوینی که قادر به شناسایی زلزله است

دانشمندان در موسسه فناوری کالیفرنیا به تازگی با فرستادن پالس‌های نوری به بطن زمین، توانسته‌اند حتی کوچکترین نوسانات موجود در بافت زمین را شناسایی کنند.

به نقل از آی‌ای، در اعماق سطح زمین، یک مرز مرموز که پوسته شکننده را از گوشته آن جدا می‌سازد، وجود دارد. این مرز معروف به ناپیوستگی موهورویچیچ (Mohorovičić discontinuity) یا به اختصار موهو (Moho)، همواره برای پژوهشگران جذابیت خاصی داشته است.

حالا یک روش جدید به بینش تازه‌ای در رابطه با این مرز پنهان دست یافته و باعث شده که محققان موسسه فناوری کالیفرنیا فناوری نوین لرزه‌ای به نام سنجش صوتی توزیع شده (DAS) را ارائه دهند.

این روش با بهره‌گیری از DAS، به بررسی “موهو” با تحلیل امواج لرزه‌ای منعکس شده می‌پردازد و پژوهشگران با ارسال پالس‌های نوری از طریق یک کابل به نقاط عمیق زمین، قادر به شناسایی حتی کوچکترین ارتعاشات خواهند بود.

جیمز آترهولت (James Atterholt)، دانشجوی فوق‌دکترا در سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده، می‌گوید: موهو مرز جالبی برای لرزه‌شناسان به حساب می‌آید زیرا به ما اطلاعاتی درباره اتفاقات درونی و میان صفحات تکتونیکی در عمق زمین می‌دهد.

بررسی ساختار موهو

موهو در عمق‌های بین 12 تا 43 مایلی زیر سطح قاره‌ها واقع شده است.

روش‌های معمول تصویربرداری از موهو یا دقت پایینی دارند یا هزینه بالایی را به همراه می‌آورند. اما فناوری DAS کابل‌های فیبر نوری را به لرزه‌نگارهایی با قابلیت‌های ویژه تبدیل می‌کند.

در زمان وقوع زلزله، امواج لرزه‌ای به سمت خارج منتشر شده و برخی از آن‌ها از موهو بازتاب می‌یابند.

پالس‌های لیزری که از طریق این کابل‌ها ارسال می‌شود، داده‌هایی را درباره ارتعاشات زمین ناشی از زلزله یا دیگر تداخلات کنترل می‌کند. این امر به محققان این امکان را می‌دهد تا به بررسی لایه‌های درونی زمین بپردازند.

علاوه بر این، در ابتدا این روش با هدف تحلیل نور لیزر منعکس شده در سرتاسر کابل فیبر نوری توسعه یافته بود. این روند به آن‌ها اجازه می‌دهد تا حرکات باطل و درونی زمین را بهتر درک کنند و باعث می‌شود که کابل مانند شبکه‌ای متشکل از لرزه‌نگارهای کوچک عمل کند.

سنجش صوتی توزیع شده (DAS) به پژوهشگران این امکان را می‌دهد که ساختار موهو را با دقت بالا و در مناطق وسیع نقشه‌برداری کنند که می‌تواند روشنایی دقیقی بر روی این مرز زمین‌شناسی حیاتی بیفکند.

آترهولت در یک اطلاعیه مطبوعاتی ذکر کرد: این روش می‌تواند به ما نشان دهد که آیا گسل‌های بزرگ به گوشته نفوذ می‌کنند، ویژگی‌های باستانی و معاصر چگونه اثری بر روی قاره‌ها می‌گذارند و پوسته عمیق در نقاط خاص چگونه عمل می‌کند.

کشف جدید از موهو

این تیم توانسته است با استفاده از سنجش صوتی توزیع شده (DAS) به اطلاعات تازه‌ای در خصوص موهو دست یابد و با یک کابل فیبر نوری در صحرای موهاوی، به مطالعه زمین‌لرزه‌ها پرداخته و نقشه موهو را در طول دو سال طراحی کند.

ظاهراً آن‌ها دریافتند که گسل گارلوک (Garlock) عمیق‌تر از آنچه که پیش‌تر تصور می‌شد به داخل گوشته نفوذ کرده است. گسل گارلوک یکی از عوامل کلیدی در فعالیت‌های لرزه‌ای جنوب کالیفرنیا به شمار می‌آید.

با این حال، داده‌ها نشان می‌دهد که موهو به طور قابل توجهی زیر میدان آتشفشانی کوزو (Coso) که یک منطقه آتشفشانی خاموش در شمال موهاوی است، تغییر شکل داده است.

این تحقیق ارتباط بین منبع گرمای گوشته و محفظه ماگمایی در میدان آتشفشانی کوزو را روشن کرده و پتانسیل زمین‌گرمایی این ناحیه را برجسته می‌کند.

آترهولت می‌گوید: تمام فعالیت‌ها در سطوح عمیق لیتوسفر در حال رخ دادن است، جایی که بالاترین لایه‌های زمین شامل پوسته و گوشته بالایی قرار دارد و آنچه شما می‌توانید با DAS به دست آورید تنها به میزان خلاقیت شما بستگی دارد.

این مطالعه در نشریه Science Advances منتشر شده است.