کشف روشی کاربردی توسط دانشمندان برای کنترل زلزله از هوا

این ابزار علمی یکی از چهار ابزار معلق برفراز مجمع الجزایر مالایی در روز ۱۴ دسامبر سال ۲۰۲۱ بود. آن روز این وسیله تبدیل به اولین شبکه دستگاه‌هایی شد که زمین لرزه‌ای را از هوا کنترل می‌کرد که محققان در گزارشی که درروز شانزدهم آگوست در Geophysical Reseach letters منتشر شد این را اعلام کردند.

این یافته می‌تواند به محققان کمک کند تا زلزله‌هایی که در مناطق دورافتاده کره زمین اتفاق می‌افتند را ردیابی کرده و در عین حال در آینده راه برای ارسال بالن‌های مجهز و ویژه برای مطالعه زمین‌شناسی سیارات دیگر، از جمله سیاره همسایه ما، زهره را هموار خواهد کرد.

دیوید میمون، دانشمند نجوم سیارات در دانشگاه تولوز فرانسه در این رابطه گفته:« سیاره زهره خواهر کره زمین است ولی خواهر دوقلوی شیطانی است. ما نمی‌دانیم که چرا این دو سیاره تا این حد متفاوت هستند و به همین خاطر هم به اندازه‌گیری‌هایی نیاز داریم.»

ایده استفاده از بالون‌ها برای مطالعه صداها و پژواک‌های زمین از راه دور، ریشه در دوره جنگ سرد دارد. در دهه ۱۹۴۰، ارتش آمریکا پروژه‌ای مخفی برای جاسوسی از آزمایش‌های تسلیحات هسته‌ای اتحاد جماهیر شوروی را آغاز کرد که با وصل کردن میکروفون‌هایی برروی بالون‌هایی که در ارتفاع بالای جو به پرواز در می‌آمدند، کار می‌کرد. وقتی زمین می‌لرزد، امواج صوتی با فرکانس پایین را منتشر می‌کند که می‌توانند فواصلی طولانی در فضا طی کنند. ارتش برنامه‌ریزی کرد تا با استفاده از میکروفون، صدای لرزش‌های زمین در پی انفجار هسته‌ای را دریافت و ضبط کند ولی این پروژه در نهایت بسیار گران‌قیمت و پرخرج قلمداد شده و متوقف شد.

دهه‌ها بعد، بالون‌های علمی، عمدتا در حیطه هواشناسی باقی ماندند ولی در اوایل دهه ۲۰۰۰، میمون و همکارانش آزمایش جدیدی را با بهره‌گیری از بالون‌ها برای اکتشافات فضایی، به‌ویژه برای مطالعه زمین‌لرزه‌های غیرزمینی آغاز کردند.

تجزیه و تحلیل لرزه‌ها یکی از راه‌های اصلی است که طبق آن دانشمندان می‌توانند در مورد داخل سیاره‌ها اطلاعاتی به دست بیاورند. در دنیاهایی با اتمسفر نازک مثل مریخ یا کره ماه، این معمولا به معنای ارسال یک فرودگر به سطح کره و اندازه‌گیری مستقیم لرزه‌ها از روی زمین است.

اما انجام این کار در سیاره زهره واقعا، گزینه روی میز نیست. اتمسفر فشرده و متراکم زهره بدان معناست که سطح سیاره تقریبا فشاری برابر با فشار در اعماق اقیانوس در کره زمین دارد و دمای متوسط آن حدود ۴۵۰ درجه سلسیوس است؛ دمایی کافی برای ذوب کردن سرب. میمون دراین رابطه گفته:« در اصل سیاره زهره جهنم است.»

پیش از این، شاهد فرود کاوشگرها برروی سطح سیاره زهره بوده‌ایم ولی آنها تنها چند ساعت در گرما و فشارشدید آنجا دوام آوردند و خیلی زود از پای در آمدند. طبق گفته سیدهارت کریشنامورتی، متخصص فناوری در لابراتور پیشرانش جت ناسا در کالیفرنیا، که در این بررسی مشارکت نداشته، شانس اندازه‌گیری زمین‌لرزه‌ها در آن بازه زمانی کوتاه بسیار پائین است. بنابراین در حالی که تصاویر راداری منتشره از زهره، جهانی پر از آتشفشان را نشان می‌دهد، دانشمندان هنوز قطعا مطمئن نیستند که آیا سیاره زهره از نظر زمین‌شناسی فعال است یا خیر.

دانشمندان پیش از این ایده تشخیص لرزه‌ها در سیاره زهره را با بهره‌گیری از مدارگردها آزمایش کرده بودند ولی طبق گفته میمون، بالون‌های تشخیص لرزه، به نتایج بهتری دست می‌یابند و این بدان معناست که می‌توانند کلیدی برای کشف حیات داخل سیاره را به دست ما بدهند. ولی در ابتدا میمون و همکارانش می‌بایست نشان می‌دادند که می‌توانند دستگاه‌هایی کوچک که توسط بالون قابل حمل بوده و در عین حال به اندازه کافی حساس باشند تا زلزله‌های ضعیف و خفیف را ثبت کنند را بسازند.

در سال ۲۰۲۱، این تیم تحقیقاتی میکروبارومترهایی را به ۱۶ بالن که از جزایر سیشل، در سواحل شرقی آفریقا به هوا فرستاده شدند متصل کرد. در ماه دسامبر چهار بالون، که هزاران کیلومتر از هم دور شده بودند، امواج صوتی مشابه و با فرکانس پائینی را ثبت کردند. این تغییرات در فشار هوا، شبیه خوانش‌های زمینی زمین‌لرزه‌ای ۷.۳ ریشتری نزدیک جزیره فلورس اندونزی است که نشان می‌دهد که امواج صوتی توسط این زمین‌لرزه تولید شده‌اند. محقان توانستند با استفاده از تغییرات در فشار هوا، مرکز زمین لرزه و محاسبه برزگی آن را تعیین کنند.

پل برن، دانشمند علوم سیاره‌ای در دانشگاه واشنگتن در سنت‌لوئیس که در این مطالعه مشارکت نداشت، در این رابطه گفته:« این گام بزرگی رو به جلو است که کاربرد این فناوری را نشان می‌دهد.» طبق گفته برن، بالون‌ها حتی اگر نتوانند زمین‌لرزه‌ها در زهره را ثبت کنند، اگر برای زنده ماندن در جو سیاره زهره طراحی شده باشند، احتمالا می‌توانند تغییرات در فشار هوا را ثبت کنند که سرنخ‌هایی درباره فوران‌های آتشفشانی و ارتفاعات مرموز این سیاره را آشکار خواهد کرد.

سیاره زهره این روزها در حال ورود به رنسانس موردعلاقه آژانس‌های فضایی است و دست کم دو تا از ماموریت‌های ناسا برای بازدید از این سیاره برای اواخر این دهه میلادی طراحی شده است. میمون امیدوار است که بالون‌های تشخیص زلزله در ماموریت بزرگ بعدی مورد استفاده قرار گیرند و براین نکته تاکید داشته که داده‌های جمع‌آوری شده از این بالون‌ها بتواند به محققان کمک کند تا دریابند که چرا زمین و زهره که از نظر ابعاد و فاصله از خورشید، نسبت به سایر سیارات شبیه به هم هستند، مسیرهای متفاوتی را طی کرده‌اند.

او در بخش پایانی صحبت‌هایش گفته:« هیچ سرنخی در این رابطه نداریم؛ پس باید دوباره به سیاره زهره برگردیم.»