KAKO GRMLJAVINA MOŽE DA „SNIMI“ PODZEMLJE: Naučnici otkrili novu metodu, mapirali tlo do 100 metara dubine

Nova studija pokazala je da se energija grmljavine može pretvoriti u seizmičke talase i iskoristiti za proučavanje podzemlja, i to uz pomoć optičkih kablova koji se već nalaze ispod gradova i naselja.

Foto: Unsplash/Mélody P

Kada grom udari, vazduh u njegovoj neposrednoj okolini se naglo zagreva i nastaje udarni talas koji čujemo kao grmljavinu. Međutim, energija grmljavine ne putuje samo kroz atmosferu do naših ušiju. Kada ta energija stigne do tla, njen deo se pretvara u seizmičke talase koji se šire kroz zemljište i stene ispod površine. Vibracije koje nastaju na taj način nazivaju se "thunderquakes".

Naučnici do sada nisu dovoljno dobro razumeli ove signale da bi mogli praktično da ih koriste. Nova studija, međutim, pokazuje da bi ti signali mogli da se upotrebe za mapiranje strukture podzemlja, uključujući kretanje podzemnih voda, zagađenje životne sredine i vrtače, kao i za procenu terena na kojem se planira izgradnja objekata i temelja.

Istraživači su do ovog otkrića došli slušajući grmljavinu pomoću instrumenta koji se nalazi u zajednicama širom sveta, ali se obično ne koristi za seizmička merenja – optičkog kabla.

Kako optički kabl postaje senzor za vibracije

Naučnici su primenili tehniku poznatu kao distribuirano akustičko merenje, kojom su običan optički kabl, kakav se koristi za internet i telefonske usluge, pretvorili u niz od hiljada senzora vibracija.

Kompjuter koji pomoću laserskih impulsa ispituje kabl šalje svetlost kroz njega i meri sitne promene koje nastaju usled vibracija duž njegove trase.

U okviru eksperimenta, koji je bio deo projekta FORESEE Univerziteta Pensilvanije, korišćen je kabl duži od četiri kilometra. Na taj način dobijeno je više od 2.100 senzora, međusobno udaljenih svega nekoliko stopa, koji su istovremeno beležili vibracije tla.

Tokom više od dve godine istraživači su pomoću starog telekomunikacionog optičkog kabla zabeležili i identifikovali 458 jasnih i kvalitetnih "thunderquakes".

Velika količina detalja dobijenih na ovaj način omogućila je naučnicima da uoče nešto što je ranije bilo teško posmatrati – specifične vrste seizmičkih talasa koji nastaju kada zvuk iz atmosfere stupi u interakciju sa tlom.

Među najvažnijim su takozvani vazdušno spregnuti Rejlijevi talasi. Oni se mogu meriti na površini, ali istovremeno omogućavaju proučavanje podzemlja na znatno većim dubinama, čak do oko 100 metara.

Kako grmljavina „snima“ ono što se nalazi ispod zemlje

Ključ za ovu tehniku je pojava poznata kao seizmička disperzija. Talasi različitih frekvencija kreću se na različitim dubinama.

Merenjem promena brzine talasa u zavisnosti od njihove frekvencije, naučnici su mogli da rekonstruišu brzinu kretanja seizmičkih talasa na različitim dubinama. Na osnovu toga mogu da se tumače svojstva materijala koji se nalazi ispod optičkog kabla.

Rezultat je, kako navode istraživači, bio ekvivalent rendgenskom snimku podzemlja do dubine od približno 100 metara, bez potrebe da se izbuši ijedna rupa.

Za snimanje podzemlja obično je potrebna specijalizovana oprema, poput kamiona sa izvorima vibracija ili nizova senzora koji se postavljaju za potrebe istraživanja. Takvi pristupi mogu biti skupi i teški za primenu na velikim površinama.

Grmljavinske oluje, s druge strane, predstavljaju prirodni izvor seizmičke energije koji je već raspoređen po pejzažu. Istovremeno, optički kablovi su zakopani ispod gradova i naselja širom sveta.

Umesto da se seizmički izvor dovodi do tla, naučnici bi tako mogli da prate oluje koje prolaze iznad njega. To bi u budućnosti moglo da omogući kontinuirano praćenje plitkog podzemlja, korišćenjem infrastrukture koja se već nalazi u zemlji i seizmičke energije koja već dolazi iz atmosfere.

Foto: Magnifik/freepik

Šta su otkrili u Pensilvaniji

Istraživanje je sprovedeno u Stejt koledžu u Pensilvaniji, gde se podzemlje uglavnom sastoji od krečnjaka i dolomita. Te stene mogu postepeno da se rastvaraju pod uticajem kretanja podzemnih voda.

Vremenom taj proces može dovesti do stvaranja pukotina, pećina i vrtača.

Istraživanje "thunderquakes" otkrilo je četiri različite oblasti u kojima su seizmički talasi putovali znatno sporije nego kroz okolne stene. Ove takozvane „slabe zone“ mogle bi da budu posledica ispucalih ili izmenjenih stena, kao i prisustva vode ili vazduha.

Dve od četiri zone poklapaju se sa oblastima u kojima satelitski radar pokazuje da se tlo aktivno sleže. Dubine sve četiri zone odgovaraju pukotinama i šupljinama koje su već zabeležene na obližnjim lokacijama.

Ovi rezultati su značajni jer su kraški predeli, poput područja ispod Stejt koledža, široko rasprostranjeni. Oni zauzimaju približno 20 odsto svetske kontinentalne kopnene površine i utiču na gotovo četvrtinu svetskog stanovništva.

Vrtače, zagađenje podzemnih voda i druge opasnosti povezane sa ovakvim predelima mogu ugroziti zgrade, infrastrukturu i bezbednost ljudi. Poznavanje lokacija na kojima postoje takvi rizici može da pomogne u boljem planiranju i izgradnji.

Nije samo grmljavina izvor ovakvih signala

Rezultati studije pokazuju osnovni proces u kojem zvučni talasi iz atmosfere mogu da se pretvore u korisne seizmičke talase u čvrstoj Zemlji. Grmljavina je, međutim, samo jedan primer.

Slične atmosferske udarne talase mogu da proizvedu i zvučni udari, vulkanske erupcije i eksplozije meteora u atmosferi, pa bi i oni potencijalno mogli da predstavljaju prirodne izvore seizmičkih talasa. Ova ideja mogla bi da ima primenu i van Zemlje.

Na nekim drugim planetama i mesecima ne očekuju se tektonski zemljotresi slični onima na Zemlji, ali atmosferski poremećaji ipak mogu postojati.

Jedna od zanimljivih mogućnosti je Titan, najveći Saturnov mesec i odredište predstojeće NASA misije "Dragonfly“. Ukoliko se na Titanu javljaju munje i grmljavina, kao što predviđaju modeli, energija iz atmosfere bi potencijalno mogla da pruži još jedan način za proučavanje njegovog podzemlja.

Na Zemlji, atmosfera neprestano stupa u interakciju sa tlom ispod naših nogu. Rezultati istraživanja ukazuju da bi ta interakcija mogla da bude izvor informacija o skrivenom svetu koji se nalazi ispod površine.

(RTS)

Preporučujemo

Panorama

0 0

FENG ŠUI PRAVILA ZA SLIKE U DOMU: Šta okačiti na zid, a koje motive strogo izbegavati

23. 08. 2026. u 13:34

Panorama

0 0

"NEMA LAŽI, NEMA PREVARE!": Hrvat došao u Srbiju, zbog PRIZORA - u neverici: "E, moj narode..."

23. 08. 2026. u 13:28 >> 14:03

Panorama

0 1

PREKO OVOG ZNAKA DO 23. SEPTEMBRA PRELAZI SUNCE Horoskop "Novosti": Upoznajte Devicu - Ovo su njene vrline i mane

23. 08. 2026. u 12:30

Panorama

0 0

Napustila grad i napravila kolibu od blata i balege: Živi bez vode i struje - kako objašnjava svoju odluku

23. 08. 2026. u 10:43

Svet

Rusi imaju novo lasersko oružje: Metu sprži za nekoliko sekundi i to bez eksplozije

2026-08-23 10:12:00

Svet

Putin: Kijevski režim je otvorio Pandorinu kutiju, dobiće odgovor

2026-08-22 17:54:00

Pratite nas i putem iOS i android aplikacije