تصویربرداری لرزه‌ای با رعد و برق و فیبر نوری برای کاوش اعماق زمین

پژوهشگران با بهره‌گیری از فناوری تصویربرداری لرزه‌ای با رعد و برق و خطوط فیبر نوری، شیوه نوینی برای مطالعه لایه‌های زیرین خاک و ساختارهای کم‌عمق زمین ابداع کرده‌اند.

نوآوری در لرزه‌نگاری با استفاده از امواج صوتی صاعقه

شناخت دقیق لایه‌های پوسته زمین عمدتاً به ارزیابی ارتعاشات ناشی از زمین‌لرزه‌ها یا انفجارهای مهندسی وابسته است. دانشمندان دانشگاه پن استیت راهکاری پایدار طراحی کرده‌اند که انرژی صوتی طوفان‌های تندری را به ابزاری قدرتمند برای کاوش زیرسطحی مبدل می‌سازد.

هنگام برخورد صاعقه، حباب‌های پلاسمای بسیار داغ امواج ضربه‌ای قدرتمندی تولید می‌کنند که در برخورد با پوسته به ارتعاشات موسوم به لرزش‌های تندری تبدیل می‌شوند. محققان به کمک مدل‌سازی سه‌بعدی پیشرفته، پیچیدگی فیزیکی این امواج را شبیه‌سازی و مهار کردند.

تبدیل شبکه کابل نوری به حسگرهای لرزه‌نگاری

در این پروژه، یک شبکه ۴ کیلومتری از زیرساخت‌های مخابراتی محوطه دانشگاه به شبکه‌ای متراکم از حسگرهای حساس ارتعاشی تبدیل شد. بررسی داده‌های گردآوری‌شده طی دو سال، امکان رصد و ثبت دقیق ۴۵۸ لرزش ناشی از طوفان را محقق کرد.

تحلیل سیگنال‌های دریافتی از اعماق خاک، نقاط ضعف ژئوتکنیکی و نواحی حفره‌دار آهکی را با دقت بالا آشکار ساخت.

این آزمایش‌ها وجود چهار منطقه سست و ناپایدار را در لایه‌های سطحی شناسایی کردند که نتایج آن با داده‌های راداری، حفاری‌ها و بررسی‌های ژئوتکنیکی انطباق کامل داشت. روش تصویربرداری لرزه‌ای با رعد و برق به علت پایش ساختارهای کم‌عمق که محل احداث سازه‌ها هستند، کاربرد ارزنده‌ای در مدیریت ریسک عمرانی خواهد داشت.