سوف تكتشف أعمق أجهزة الاستشعار في العالم الزلازل حول العالم من أعماق القارة القطبية الجنوبية

سوف تكتشف أعمق أجهزة الاستشعار في العالم الزلازل حول العالم من أعماق القارة القطبية الجنوبية

بقلم فانيسا بيتس راميريز حرره سارة لوين فريزر

على السطح، تبدو الطبقة الجليدية الشاسعة في القارة القطبية الجنوبية ثابتة وغير متغيرة. ولكن في أعماق الأرض، تنتشر الاهتزازات عبر السهل المتجمد، وتنقل حركات الصفائح التكتونية للأرض، وأصبح لدى العلماء الآن مجموعة جديدة هائلة من الأدوات التي يمكنهم الاستماع إليها. قامت هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS)، بالتعاون مع مرصد آيس كيوب نيوترينو في القطب الجنوبي، بتركيب أعمق أجهزة قياس الزلازل التي تم نشرها على الإطلاق. وعلى عمق 8000 قدم تحت الجليد، سيسجل الجهازان الزلازل التي تبلغ قوتها 5 درجات أو أكثر في أي مكان على الكوكب بدقة غير مسبوقة ويساعدان في الكشف عن تفاصيل جديدة عن باطن الأرض العميق في هذه العملية.

يعد القطب الجنوبي أحد أكثر الأماكن هدوءًا على وجه الأرض نظرًا لوجود القليل جدًا من البنية التحتية التي صنعها الإنسان ولا توجد “ضوضاء” في الخلفية ناتجة عن دوران الكوكب، والتي يمكن أن تشوه بيانات أجهزة قياس الزلازل. وفي أعماقها، قد تكون أجهزة قياس الزلازل الجديدة محمية أيضًا من التغيرات التخريبية في الضغط الجوي، كما يقول عالم الجيوفيزياء البحثي في ​​هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، روبرت أنتوني، ومدير مشروع مقياس الزلازل في أعماق الجليد.

قام المهندسون “بحفر” الثقوب عن طريق إطلاق الماء الساخن المضغوط على الجليد لإذابته. يقول أنتوني: “ينتج المثقاب من الطاقة ما يعادل إنتاج أقوى قاطرة بخارية على الإطلاق، ويوجهها كلها عبر فتحة بحجم فلس واحد”. بمعدل ثلاثة أقدام تقريبًا في الدقيقة، يمكن للحفر إكمال الثقب في حوالي 50 ساعة، وبعد ذلك يكون لدى الفريق 50 ساعة أخرى لإنزال أوتار الأجهزة قبل أن يتجمد الجليد مرة أخرى. ولمواجهة الضغط على عمق 8000 قدم، يتم وضع أجهزة قياس الزلازل في وعاء من الفولاذ المقاوم للصدأ مصمم لتحمل 10000 رطل لكل بوصة مربعة.

حول دعم الصحافة العلمية

إذا كنت تستمتع بهذا المقال، ففكر في دعم صحافتنا الحائزة على جوائز من خلال الاشتراك. من خلال شراء اشتراك، فإنك تساعد على ضمان مستقبل القصص المؤثرة حول الاكتشافات والأفكار التي تشكل عالمنا اليوم.

يحتوي كل مقياس زلازل على بندول صغير معلق داخل مجال مغناطيسي؛ عندما يصل الاهتزاز إلى المستشعر، يقوم المقاوم بقياس قوة المجال المغناطيسي اللازمة لإبقاء البندول ثابتًا. يقول أنتوني: “يتيح لنا هذا تسجيل حركات الأرض ذات التردد المنخفض وصولاً إلى المد والجزر الأرضية الصلبة المدفوعة بجاذبية الشمس والأرض والقمر”. يمكن للعلماء استخدام هذه البيانات لتوصيف سريع لكيفية تحرك الصدع لتوليد زلزال، مما يمكن أن يساعدهم في تحديد ما إذا كان قد تسبب أيضًا في حدوث تسونامي. ويقول الباحثون إن محطة القطب الجنوبي تسد فجوة كبيرة في التغطية الزلزالية العالمية، بسبب بعدها عن المحطات الأخرى وعدم وجود تداخل مع دوران الأرض.

ويقول ديفيد ويلسون، مدير الشبكة العالمية لرصد الزلازل: “إن موجات الزلازل لا تهز السطح فحسب، بل إنها تذهب في كل الاتجاهات، بما في ذلك إلى الأسفل”. ستكون أجهزة قياس الزلازل العميقة جيدة بشكل خاص في تسجيل الموجات الزلزالية طويلة الأمد الناتجة عن الزلازل الكبيرة (حوالي 7 درجات أو أكثر). يقول ويلسون: “يمكن أن تستمر هذه الموجات لعدة أشهر بعد وقوع زلزال كبير، لأنه لا يوجد مكان لتتبدد فيه الطاقة”. “تخيل أن تضرب جرسًا. سيبقى هناك ويرن حتى تنخفض الطاقة تمامًا.”

حان الوقت للدفاع عن العلم

إذا استمتعت بهذا المقال، أود أن أطلب دعمكم. العلمية الأمريكية لقد عمل كمدافع عن العلوم والصناعة لمدة 180 عامًا، وربما تكون اللحظة الحالية هي اللحظة الأكثر أهمية في تاريخ القرنين.

لقد كنت العلمية الأمريكية مشترك منذ أن كان عمري 12 عامًا، وقد ساعد ذلك في تشكيل الطريقة التي أنظر بها إلى العالم. SciAm يثقفني ويسعدني دائمًا، ويلهمني شعورًا بالرهبة تجاه عالمنا الواسع والجميل. وآمل أن يفعل ذلك بالنسبة لك أيضا.

إذا كنت الاشتراك في العلمية الأمريكيةأنت تساعد في ضمان أن تغطيتنا تركز على البحث والاكتشاف الهادف؛ وأن لدينا الموارد اللازمة للإبلاغ عن القرارات التي تهدد المختبرات في جميع أنحاء الولايات المتحدة؛ وأننا ندعم العلماء الناشئين والعاملين على حد سواء في وقت لا يتم فيه الاعتراف بقيمة العلم نفسه في كثير من الأحيان.

وفي المقابل، تحصل على الأخبار الأساسية، ملفات بودكاست آسرة، ورسوم بيانية رائعة، لا يمكنك تفويت النشرات الإخبارية ومقاطع الفيديو التي يجب مشاهدتها، ألعاب التحدي، وأفضل الكتابة والتقارير في عالم العلوم. يمكنك حتى إهداء شخص ما اشتراكًا.

لم يكن هناك وقت أكثر أهمية بالنسبة لنا للوقوف وإظهار أهمية العلم. آمل أن تدعمونا في تلك المهمة.