نوشته ترزا پولتارووا

اخرین به روز رسانی18 اکتبر 2022

یک سیستم مبتنی بر GPS می‌تواند هشدارهای زودتر از سنسورهای لرزه‌ای را هنگام وقوع زلزله‌های ویرانگر ارائه دهد.

پورتو پرنس، پایتخت هائیتی، در اثر زلزله 7 ریشتری که در ژانویه 2010 منطقه را لرزاند، آسیب دیده است. (اعتبار تصویر: UN Photo/Logan Abassi)

یک مطالعه جدید نشان می دهد که یک سیستم جهانی نظارت بر زلزله مبتنی بر GPS می تواند هشدارهای به موقع و دقیق تری نسبت به شبکه های لرزه نگاری سنتی در هنگام وقوع زلزله های قدرتمند ارائه دهد. همچنین می تواند دفعات هشدارهای نادرست را کاهش دهد.

در مطالعه جدید که این ماه در بولتن انجمن لرزه‌شناسی آمریکا منتشر شد، تیمی از محققان پیشرفت‌های جدیدی را در توسعه یک سیستم هشدار جهانی زلزله که جابجایی ایستگاه‌های گیرنده ماهواره‌ای سیستم موقعیت‌یابی جهانی (GPS) را در هنگام وقوع زلزله اندازه‌گیری می‌کند، شرح دادند. پوسته زمین را تغییر شکل می دهد. این سیستم بزرگی یک زلزله را در عرض چند ثانیه ارزیابی می کند و در کمتر از دو دقیقه از اولین تشخیص حرکت زمین هشدار می دهد.

به گفته تیموتی ملبورن، نویسنده اصلی، استاد زمین‌شناسی در دانشگاه مرکزی واشنگتن، سیستم تشخیص مبتنی بر GPS می‌تواند هشدارهای زودتر و دقیق‌تری نسبت به سنسورهای لرزه‌ای سنتی که در مناطق فعال زمین‌ساختی توزیع می‌شوند، ارائه دهد، که می‌تواند با موج اولیه داده‌ها غرق شود. ابتدا امواج لرزه ای پدیدار می شوند.

مطالب مرتبط: زمین لرزه در پورتوریکو چشم انداز را تغییر داد. ماهواره ها آن را از فضا می بینند.

ملبورن به اسپیس دات کام گفت: «مشکل این است که وقتی زلزله‌ها بسیار بزرگ می‌شوند، شبکه‌های لرزه‌ای معمولاً در درک آنچه در اولین دقایق پس از رویداد رخ داده است، مشکل دارند. "آنچه که حتی با یک زمین لرزه متوسط ​​پیدا می کنید، یک اثر لرزه ای بسیار پیچیده است. امواج لرزه ای به داخل زمین تابش می کنند، آنها در داخل زمین جهش می کنند و با سازه ها ارتباط برقرار می کنند. کشف آنچه که منشأ آن بوده است واقعاً پیچیده می شود. امواج در مقابل تأثیر همه طنین‌های موجود در پوسته.»

ملبورن اضافه کرد که زلزله شناسان معمولا منتظر می مانند تا امواج دورتر از مرکز پخش شوند و زمین لرزه را از دور بزرگ کنند. اما انتظار با خطر زمین لرزه های با قدرت بالا و سونامی های بالقوه ویرانگر که می تواند هزاران نفر را بکشد، گزینه ای نیست.

به عنوان مثال، در سال 2019، برنامه هشدار زلزله ایالات متحده ShakeAlert در هنگام وقوع زلزله 6.4 ریشتری جنوب کالیفرنیا در روز استقلال، به شهروندان لس آنجلس هشدار نداد زیرا به اشتباه قدرت لرزه ها را ارزیابی کرده بود. از سوی دیگر، هشدارهای نادرست می تواند باعث ایجاد وحشت و کاهش اعتماد به سیستم در آینده شود.

ملبورن گفت: «این چیزی است که در سال 2011 در ژاپن اتفاق افتاد. آژیر سونامی به صدا درآمد، همه هشدارها اتفاق افتاد، اما آنها سه یا چهار مورد از آن را در سال‌های قبل داشتند. بنابراین مردم آن را جدی نگرفتند.»

سیستم مانیتورینگ مبتنی بر GPS که موقعیت دقیق گیرنده را اندازه گیری می کند، نیازی به مقابله با درهم تنیدگی امواج لرزه ای ندارد. این اندازه گیری می کند که زلزله چقدر زمین را تغییر شکل داده و موقعیت گیرنده ها را تغییر می دهد.

ملبورن می‌گوید: «اگر به فهرست‌های 20 سال گذشته برگردید و به نموداری از تغییر شکل زمین در برابر بزرگی زمین‌لرزه نگاه کنید، بسیار خطی است. "در توهوکو (نزدیک ترین منطقه به کانون زلزله 2011 ژاپن)، برخی از ایستگاه های [GNSS] بیش از پنج متر حرکت کردند."

گیرنده ها سیگنال را به صورت بلادرنگ از طریق اینترنت، شبکه های سلولی یا ماهواره ای به سیستم مرکزی ارسال می کنند که در عرض چند ثانیه تغییر را ارزیابی کرده و به مقامات محلی در مورد مقیاس زلزله اطلاع می دهد.

ملبورن می‌گوید که اثربخشی سیستم مبتنی بر GPS (این سیستم می‌تواند از داده‌های سایر سیستم‌های ماهواره‌ای ناوبری یا GNSS نیز استفاده کند) در ارزیابی اولیه زمین‌لرزه‌های قدرتمند، در «سفتی» و حساسیت محدود آن در مقایسه با سنسورهای لرزه‌ای نهفته است.

ملبورن می‌گوید: «مثل گوش دادن به یک ارکستر است و فقط می‌خواهی بدانی چقدر بلند است.» "شما نمی خواهید ویولن ها یا بوق های فرانسوی را بشنوید، فقط می خواهید این یک اندازه گیری را انجام دهید."

دانشمندان از سال 1980 حرکت صفحات پوسته زمین را با استفاده از داده های GPS مورد مطالعه قرار داده اند. اما ملبورن گفت که به لطف گسترش ایستگاه های GPS ثابت که اغلب برای خشکی استفاده می شود، یک سیستم هشدار اولیه مبتنی بر فضای واقعی به تازگی امکان پذیر شده است. نقشه برداری و کارهای ساختمانی.

ملبورن گفت: «سرعتی که با آن توزیع جهانی گیرنده‌های GPS در حال رشد است شگفت‌انگیز است. هزاران ایستگاه جدید در سال در حال افزایش است و همه اینها داده های موقعیت یابی با کیفیت بسیار بالایی را ارائه می دهند.

در آینده، این سیستم ممکن است قادر به ترکیب داده‌های تلفن‌های هوشمند و دستگاه‌های تلفن همراه باشد. ملبورن افزود، اگرچه اینها برای حرکت در اطراف طراحی شده اند، الگوریتم های هوش مصنوعی در حال حاضر وجود دارند که می توانند الگوهای معمولی برای لرزش زمین را تشخیص دهند.

در حال حاضر، محققان در تلاش هستند تا کشورها را از سراسر جهان متقاعد کنند تا داده‌های ایستگاه‌های خود را به اشتراک بگذارند تا هشدارها را فعال کنند و به بهبود علم پشت این فناوری کمک کنند. این تحقیق در نسخه 11 مه بولتن انجمن زلزله‌شناسی آمریکا به تفصیل آمده است.

منبع

https://www.space.com/faster-earthquake-detection-gps-satellites