Pošalji dokument na e-mail

Munja — jedan, dva, tri — i grom. Stoljećima su ljudi procenjivali udaljenost grmljavine od vremena između munje i groma. Što je veći vremenski razmak između dva signala, to je promatrač udaljeniji od lokacije munje. To je zato što se munja širi brzinom svjetlosti gotovo bez vremenskog kašnjenja, dok se grmljavina širi mnogo sporijom brzinom zvuka od oko 340 metara u sekundi.

Potresi također šalju signale koji se šire brzinom svjetlosti (300.000 kilometara u sekundi) i mogu se snimiti mnogo prije relativno sporih seizmičkih valova (oko 8 kilometara u sekundi). Međutim, signali koji putuju brzinom svjetlosti nisu munje, već nagle promjene gravitacije prouzročene pomjeranjem unutarnje mase Zemlje. Tek nedavno su ovi takozvani PEGS signali (PEGS = Prompt elasto-gravity signals) otkriveni seizmičkim mjerenjima. Uz pomoć ovih signala moglo bi biti moguće otkriti potres vrlo rano prije dolaska razornog potresa ili valova cunamija.

Međutim, gravitacijski efekat ovog fenomena je vrlo mali. Iznosi manje od jedne milijarde Zemljine gravitacije. Stoga su PEGS signali mogli biti snimljeni samo za najjače potrese. Osim toga, proces njihovog nastajanja je složen: oni ne nastaju samo izravno na izvoru potresa, već i kontinuirano dok se valovi potresa šire kroz unutrašnjost Zemlje.

Do sada nije postojala izravna i točna metoda za pouzdanu simulaciju generiranja PEGS signala u računaru. Algoritam koji su sada predložili istraživači GFZ-a oko Rongjiang Wanga može po prvi put izračunati PEGS signale sa visokom preciznošću i bez mnogo napora. Istraživači su također uspjeli pokazati da signali omogućavaju izvlačenje zaključaka o jačini, trajanju i mehanizmu vrlo velikih potresa. Studija je objavljena u časopisu Earth and Planetary Science Letters .

Potres naglo pomjera kamene ploče u zemljinoj unutrašnjosti i tako mijenja raspodjelu mase u zemlji. Kod jakih potresa ovaj pomak može iznositi i nekoliko metara. „Budući da gravitacija koja se može meriti lokalno ovisi od distribucije mase u blizini mjerne točke, svaki potres generira malu, ali trenutačnu promjenu gravitacije“, kaže Rongjiang Vang, znanstveni koordinator nove studije.

Međutim, svaki potres također stvara valove u samoj zemlji, koji zauzvrat mijenjaju gustoću stijena, a time i gravitaciju za kratko vrijeme - Zemljina gravitacija u određenoj mjeri oscilira u skladu sa potresom. Nadalje, ova oscilirajuća gravitacija proizvodi kratkoročni efekat sile na stijenu, što zauzvrat pokreće sekundarne seizmičke valove. Neki od ovih gravitacijski pokrenutih sekundarnih seizmičkih valova mogu se uočiti i prije dolaska primarnih seizmičkih valova.

"Suočili smo se s problemom integracije ovih višestrukih interakcija kako bismo napravili preciznije procjene i predviđanja o jačini signala", kaže Torsten Dahm, šef odjela za fiziku potresa i vulkana u GFZ-u. “Rongjiang Wang je imao genijalnu ideju prilagođavanja algoritma koji smo ranije razvili PEGS problemu – i uspio.”

„Naš novi algoritam smo prvi put primijenili na potres Tohoku kod Japana 2011. godine, koji je također bio uzrok cunamija u Fukušimi“, kaže Sebastian Heimann, programer i analitičar podataka u GFZ-u. „Tamo su već bila dostupna mjerenja jačine PEGS signala. Konzistencija je bila savršena. To nam je dalo sigurnost za predviđanje drugih potresa i potencijal signala za nove primjene.”

U budućnosti, procjenom promjena gravitacije stotinama kilometara daleko od epicentra potresa u blizini obale, ova metoda bi se mogla koristiti za utvrđivanje, čak i za vrijeme samog potresa, radi li se o jakom potresu koji bi mogao izazvati cunami , prema istraživačima. „Međutim, još je dug put do toga“, kaže Rongjiang Wang. “Današnji mjerni instrumenti još uvijek nisu dovoljno osjetljivi, a signali smetnji prouzročeni okolišem su preveliki da bi PEGS signali bili izravno integrirani u funkcionalni sustav ranog upozorenja na cunami.

https://scitechdaily.com/scientists-may-have-to-reinterpret-seismic-maps-of-the-earths-interior/