Naučnici Instituta za fiziku „P.N. Lebedev“ Ruske akademije nauka (FIAN) predložili su novi metod prognoziranja zemljotresa – po akustičkim signalima koje generišu mioni kosmičkih zraka. Prvi eksperimenti, izvršeni u Tjanšanskoj visinskoj opservatoriji nedaleko od grada Alma-Ate u Kazahstanu, pokazali su da se kosmički zraci mogu koristiti kao prirodni instrument za određivanje anomalnog napona seizmičke zone.
Mioni su visokoenergetske čestice kosmičkih zraka koje prodiru duboko u zemlju. Naučnici FIAN-a su pre oko 30 godina iznijeli ideju da akustički odjek koji generišu mioni može poslužiti kao svedočanstvo da će uskoro doći do zemljotresa. Međutim, do sada se time niko nije specijalno bavio. Eksperimentalna provjera pomenute hipoteze podrazumeva korišćenje potpuno novih pristupa predviđanju podzemnih potresa, kao i nove i prilično skupe opreme. Sa druge strane, pomoću metoda prognoziranja seizmičkih pojava koje se danas intenzivno razvijaju ponekad nije moguće unaprijed dobiti iscrpne podatke o tome gde će, kada i kojom snagom početi da podrhtavaju slojevi Zemljine kore.
„Ne može se reći da su današnji metodi konzervativni. Oni su stabilni, razrađeni i intenzivno se primjenjuju“, istakao je Vladimir Rjabov, rukovodilac projekta i šef odeljenja za kosmička zračenja FIAN-a. „Međutim, preciznost tih prognoza je prilično mala. To je potvrdio i snažan zemljotres u Japanu u martu 2011.“
Nekoliko mjeseci posle japanske tragedije registrovano je nekoliko snažnih podzemnih potresa u Kazahstanu, blizu grada Alma-Ate, gde se upravo i nalazi Tjanšanska visinska opservatorija FIAN-a. To je podstaklo naučnike da provjere teoretske postavke koje su izložile njihove kolege 1980-ih. Tako je nastala koncepcija potpuno novog pravca u potrazi za vjesnicima zemljotresa, i taj pravac se zasniva na registrovanju anomalnog akustičkog odjeka seizmičke zone pod naponom, kada na nju djeluju prodorne čestice kosmičkog zračenja. Za monitoring stanja seizmičke zone naučnici su primjenjivali kosmogeofizički metod.
„Osnova tog metoda je kosmičko zračenje, tačnije mion kao njegova komponenta“, objašnjava Vladimir Rjabov. „Mlazevi miona poput zraka svetlosti osvetljavaju gornje slojeve Zemlje, ali mogu da prodiru i desetak kilometara u dubinu. U zavisnosti od seizmičke aktivnosti prilikom dodira sa mionima stenska masa oslobađa elastičnu potencijalnu energiju, što generiše akustičke talase koje mogu da detektuju specijalni senzori postavljeni na površini Zemlje ili na određenoj dubini. Po amplitudi akustičkih signala određuje se nivo seizmičnosti.“
Primjer registrovanja akustičkih signala koji su u vremenskoj korelaciji sa mionskim „okidačem“ (vremenski momenat prikazan vertikalnom linijom), dobijenim prilikom prolaska grupe miona kroz detektore (gore na slici). Monitoring akustičkog odjeka može se interpretirati kao reakcija aktiviranja seizmičkog diskontinuiteta na dubini od oko 100 metara u odnosu na uređaj koji bilježi prolazak grupe miona.
Po mišljenju naučnika, monitoring ovakvog emitovanja akustičkih signala može se koristiti kao indikator stanja seizmičkog žarišta koje prethodi zemljotresu. Pri tome nije toliko važan dobijeni signal u konkretnom trenutku, koliko njegova izmjena tokom dužeg perioda.
U zavisnosti od seizmičke aktivnosti prilikom dodira sa mionima stenska masa oslobađa elastičnu potencijalnu energiju, što generiše akustičke talase koje mogu da detektuju specijalni senzori.
Eksperimenti u Tjanšanskoj visinskoj opservatoriji, izvršeni ovoga ljeta, pokazali su da prolazak čestice koja prodire duboko u zemlju izaziva akustičke odjeke u dubini zemljine kore sa diskontinuitetom. Naučnici su registrovali izvjestan broj takvih slučajeva, što navodi na pretpostavku da metod funkcioniše.
„Sada treba vršiti monitoring u dužem periodu, postaviti nekoliko stanica i sondirati prilično veliku površinu u seizmički nestabilnom području gde se nalaze objekti od vitalnog značaja“, smatra Rjabov. „Došli smo do sledećeg zaključka: da bi se pouzdano kontrolisala situacija, na primjer, u okolini Alma-Ate, treba postaviti osam stanica i vršiti ispitivanja nekoliko godina.“
Ako se eksperimenti nastave i uspješno okončaju, nauka će dobiti prvi instrument za prognoziranje opasnih seizmičkih pojava, kao i nova znanja o djelovanju kosmičkog zračenja na globalne prirodne procese.
(Izvor: Ruska reč)
