పిడుగు నుంచి భూమిలోకి తరంగాలు
పిడుగు పడినప్పుడు చుట్టుపక్కల గాలి ఒక్కసారిగా అత్యంత వేడెక్కి విస్తరిస్తుంది. దాంతో ఏర్పడే షాక్వేవ్ మనకు ఉరుముగా వినిపిస్తుంది.
అయితే ఈ శక్తిలో కొంత భాగం భూమిని తాకినప్పుడు సీస్మిక్ తరంగాలుగా మారి మట్టి, రాళ్లలోకి వ్యాపిస్తుంది. ఈ తరంగాలనే “థండర్క్వేక్స్”గా పిలుస్తున్నారు.
ఫైబర్-ఆప్టిక్ కేబుల్నే సెన్సర్గా మార్చారు
పెన్సిల్వేనియా స్టేట్ యూనివర్సిటీకి చెందిన FORESEE ప్రాజెక్టులో భాగంగా పరిశోధకులు సాధారణంగా ఇంటర్నెట్ లేదా టెలికాం సేవలకు ఉపయోగించే పాత ఫైబర్-ఆప్టిక్ కేబుల్ను భూకంప సెన్సర్గా ఉపయోగించారు.
Distributed Acoustic Sensing (DAS) అనే సాంకేతికతతో 4 కిలోమీటర్లకు పైగా ఉన్న కేబుల్ను ఒకేసారి పనిచేసే 2,100కు పైగా వైబ్రేషన్ సెన్సర్లుగా మార్చారు.
రెండేళ్లలో 458 థండర్క్వేక్స్
రెండు సంవత్సరాల పరిశీలనలో పరిశోధకులు 458 స్పష్టమైన, అధిక నాణ్యత కలిగిన థండర్క్వేక్స్ను గుర్తించారు.
దీంతో వాతావరణంలోని శబ్ద శక్తి భూమిని తాకినప్పుడు ఎలాంటి సీస్మిక్ తరంగాలను సృష్టిస్తుందో చాలా వివరంగా అధ్యయనం చేయగలిగారు.
భూమిని ‘ఎక్స్రే’ చేయడం ఎలా?
ఈ పద్ధతిలో కీలకమైన అంశం సీస్మిక్ డిస్పర్షన్.
వేర్వేరు ఫ్రీక్వెన్సీల తరంగాలు భూమిలో వేర్వేరు లోతుల్లో ప్రయాణిస్తాయి. థండర్క్వేక్ తరంగాల వేగం ఫ్రీక్వెన్సీతో ఎలా మారుతుందో కొలవడం ద్వారా భూగర్భంలోని వివిధ లోతుల్లో సీస్మిక్ తరంగాల వేగాన్ని అంచనా వేయవచ్చు.
దీని ద్వారా ఒక్క రంధ్రం కూడా తవ్వకుండా సుమారు 100 మీటర్ల లోతు వరకు భూగర్భాన్ని ‘ఎక్స్రే’ చేసినట్లుగా మ్యాప్ చేయవచ్చు.
పట్టణాలకు ఎందుకు ఉపయోగకరం?
భూగర్భ నిర్మాణాన్ని పరిశీలించేందుకు సాధారణంగా ప్రత్యేక సీస్మిక్ పరికరాలు, భారీ వైబ్రేషన్ సోర్సులు లేదా పెద్ద సెన్సర్ నెట్వర్క్లు అవసరం.
అవి ఖరీదైనవి, పెద్ద ప్రాంతాల్లో ఏర్పాటు చేయడం కష్టం.
దానికి బదులుగా నగరాల కింద ఇప్పటికే ఉన్న ఫైబర్-ఆప్టిక్ కేబుళ్లను ఉపయోగించి, సహజంగా ఏర్పడే ఉరుముల శక్తితో భూగర్భాన్ని పరిశీలించగలిగితే ఖర్చు, మౌలిక వసతుల అవసరం రెండూ తగ్గవచ్చు.
నేల కుంగే ప్రాంతాలను గుర్తించే అవకాశం
పరిశోధన కోసం అమెరికాలోని స్టేట్ కాలేజ్, పెన్సిల్వేనియా ప్రాంతాన్ని ఉపయోగించారు. అక్కడి భూగర్భంలో ప్రధానంగా లైమ్స్టోన్, డోలమైట్ రాళ్లు ఉన్నాయి.
భూగర్భ జలాల కదలిక వల్ల ఈ రాళ్లు క్రమంగా కరిగి పగుళ్లు, గుహలు, సింక్హోల్స్ ఏర్పడే అవకాశం ఉంది.
అధ్యయనంలో నాలుగు బలహీన భూగర్భ ప్రాంతాలు గుర్తించబడ్డాయి. వాటిలో రెండు ప్రాంతాలు ఉపగ్రహ రాడార్ ద్వారా గుర్తించిన నేల కుంగుతున్న ప్రాంతాలతో సరిపోలాయి.
మౌలిక వసతుల భద్రతకు ఉపయోగం
ఈ సాంకేతికత భవిష్యత్తులో:
భూగర్భ జలాల కదలికను పర్యవేక్షించడం
పర్యావరణ కాలుష్యాన్ని గుర్తించడం
సింక్హోల్స్ను గుర్తించడం
భవనాల పునాదుల స్థిరత్వాన్ని అంచనా వేయడం
భూగర్భ పైప్లైన్లను పర్యవేక్షించడం
నిర్మాణ ప్రదేశాల భౌగోళిక పరిస్థితులను అధ్యయనం చేయడం
వంటి పనులకు ఉపయోగపడే అవకాశం ఉంది.
ఉరుములు మాత్రమే కాదు
వాతావరణం నుంచి భూమికి వచ్చే షాక్వేవ్లను ఉపయోగించాలనే ఆలోచన ఉరుములతోనే పరిమితం కాదు.
సోనిక్ బూమ్స్, అగ్నిపర్వత విస్ఫోటనాలు, ఉల్కలు వాతావరణంలో పేలడం వంటి ఘటనలు కూడా ఇలాంటి సహజ సీస్మిక్ సోర్సులుగా ఉపయోగపడే అవకాశం ఉంది.
భూమి దాటి ఇతర గ్రహాలపై కూడా?
ఈ విధానం భవిష్యత్తులో ఇతర గ్రహాలు, ఉపగ్రహాల అధ్యయనంలో కూడా ఉపయోగపడవచ్చని పరిశోధకులు సూచిస్తున్నారు.
ప్రత్యేకంగా శని గ్రహం అతిపెద్ద ఉపగ్రహమైన టైటాన్పై పిడుగులు, ఉరుములు ఉంటాయని నమూనాలు సూచిస్తే, అక్కడి వాతావరణ శక్తిని ఉపయోగించి ఉపరితలం కింద ఉన్న నిర్మాణాన్ని అధ్యయనం చేసే అవకాశం ఉండవచ్చు.
ముగింపు
ఉరుములు ఇక కేవలం శబ్దం మాత్రమే కాకుండా భూమి అంతర్భాగాన్ని అధ్యయనం చేసేందుకు సహజమైన ‘సీస్మిక్ సోర్స్’గా ఉపయోగపడే అవకాశం ఉంది.
ఫైబర్-ఆప్టిక్ కేబుళ్లను వేలాది సెన్సర్లుగా మార్చి థండర్క్వేక్స్ను నమోదు చేయడం ద్వారా సుమారు 100 మీటర్ల లోతు వరకు భూగర్భ నిర్మాణాన్ని మ్యాప్ చేయగలమని తాజా పరిశోధన చూపించింది. భవిష్యత్తులో ఇది పట్టణ భద్రత, భూగర్భ జలాలు, సింక్హోల్స్, నిర్మాణ ప్రణాళిక వంటి రంగాల్లో ఉపయోగపడే అవకాశం ఉంది.
