امواج ریزلرزهای (microseismic) که از برخورد میان اقیانوس و پوسته زمین بهوجود میآیند، میتوانند به ما کمک کنند تا به بخشهایی از ساختار زمینشناسی زمین دست یابیم که در حالت عادی پنهان ماندهاند؛ از جمله نواحیای که به دلیل کمبود زمینلرزههای پرانرژی، مانند مناطق شمال اقیانوس اطلس، مطالعه آنها دشوار است.
«پژوهش ما از این پدیدههای ریزلرزهای بهعنوان منبع دادهای جایگزین برای مطالعه ساختار زمین در زیر قاره استرالیا استفاده میکند»، این را هرویه تکالچیچ، لرزهشناس دانشگاه ملی استرالیا میگوید.
طوفانهای شدید در اقیانوس، مانند سیکلونها، انرژی صوتیای تولید میکنند که آنقدر قوی است که میتواند در سراسر سیاره طنینانداز شود. اما زمانی که این لرزشها به هسته زمین میرسند، شدت آنها بهشدت کاهش مییابد. به همین دلیل، تکالچیچ و همکارش، ابهی پاندی، برای یافتن این امواج لرزهای، از آرایههایی مارپیچی از حسگرهای بسیار حساس استفاده کردند که در مناطق بسیار آرام و دورافتادهای از استرالیا نصب شده بودند.
پاندی توضیح میدهد: «ما دادههای چندین روز را با هم ترکیب کردیم تا نواحیای را شناسایی کنیم که سیگنالها در آنها قویتر بودند؛ این کار به ما در درک منبع و مسیر عبور این امواج لرزهای کمک کرد.» به گفته او، «شدت این سیگنالها بسیار کم است و اغلب از آستانه تشخیص یک حسگر منفرد پایینترند، بنابراین نیاز به طراحی ابزارهای خاص برای ثبت آنها وجود دارد.»
پژوهشگران توانستند این سیگنالها را تا آبهای اطراف گرینلند و نیوفاندلند ردیابی کنند؛ نواحیای که در اثر طوفانهای زمستانی به تلاطم درآمدهاند. تکالچیچ و پاندی در مقالهشان مینویسند: «حوضه نیوفاندلند یک منبع پایدار و مهم از ریزلرزهها است که در بیشتر روزهای دوره مطالعه، سیگنالهایی از آن ثبت شد؛ که احتمالاً به عبور مکرر سیکلونها در ماههای زمستان مربوط میشود.»
این روش جدید برای شناسایی سیگنالهایی که از میان زمین عبور میکنند، ممکن است در آینده برای بررسی سیارات و قمرهای دیگر نیز مفید واقع شود. پژوهشگران در پایان مقاله خود مینویسند: «ما در دوران سفرهای میانسیارهای زندگی میکنیم، و شاید دور از ذهن نباشد که در آیندهای نهچندان دور، بتوانیم از انرژی طوفانها برای بررسی درونی سیارات و قمرهایی که دارای جو هستند، بهرهبرداری کنیم.»
پژوهشگران توانستهاند امواج لرزهای بسیار ضعیف و ریز (ریزلرزهها) را که بر اثر برخورد طوفانهای شدید اقیانوسی با پوسته زمین ایجاد میشوند، شناسایی و ردیابی کنند. این امواج، اگرچه انرژی کمی دارند، ولی قادرند تا هسته زمین نفوذ کنند و اطلاعاتی از درون زمین به ما منتقل کنند. به دلیل ضعف انرژی، برای شناسایی این امواج به حسگرهای بسیار دقیق و محیطی آرام و کمنویز نیاز است؛ مثل نواحی دورافتاده استرالیا.
این نوع امواج، بهویژه در مناطقی که فعالیت لرزهای طبیعی (زمینلرزههای قوی) کمی دارند، میتوانند بهعنوان منابع دادهای جایگزین برای شناخت ساختار درونی زمین استفاده شوند. از جمله مثالهای مورد بررسی در این پژوهش، حوضه نیوفاندلند در نزدیکی گرینلند است که به دلیل سیکلونهای زمستانی مکرر، منبع مهمی از ریزلرزهها بوده است.
نتیجه مهم دیگر این است که این روش نوین، کاربرد بالقوهای در آینده برای بررسی سیارات و قمرهای دیگر نیز دارد. بهویژه در دورهای که بشر به کاوشهای میانسیارهای روی آورده، میتوان از انرژی پدیدههای جوی مانند طوفانها بهعنوان ابزار کمکی برای بررسی ساختار درونی اجرام فضایی دارای جو استفاده کرد.
در مجموع، این پژوهش نشان میدهد که طبیعت، حتی در سکوتترین و ضعیفترین لرزشهایش، اطلاعات ارزشمندی در دل خود دارد؛ و فناوریهای پیشرفته میتوانند این صداهای پنهان را بشنوند و رازهای درون زمین یا حتی سیارات دیگر را برای ما آشکار کنند.
این پژوهش در مجله Seismological Research Letters منتشر شده است.
