بالنهای تشخیص زلزله میتواند به درک ساختار داخلی زهره کمک کند!!

محققان امیدوارند با کمک بالنهای شناور بالای سطح زهره، زمینلرزهرا در سطح سیارهی خواهر خود تشخیص دهند.
بالنهای شناور 30 مایلی (50 کیلومتری) در سطح ونوس، ممکن است روزی برای بررسی ارتعاشات ضعیف تولید شده توسط زهره استفاده شود. عکس از NASA/JPL-Caltech
در 19 دسامبر، محققان یک انفجار بزرگ مواد شیمیایی 50 تنی را در عمق 1000 فوتی (300 متری) زیر سطح بیابان موهاوی انجام دادند که باعث ایجاد زلزله مصنوعی شد و باعث ارتعاش در هوای بالا این منطقه گردید.
انفجار – که بخشی از یک آزمایش طراحی شده برای آزمایش توانایی ایالات متحده برای تشخیص انفجارهای هستهای زیرزمینی است – نه تنها نشان داد که زمینلرزهها میتوانند تغییرات فشار قابلاندازهگیری را در هوا ایجاد کنند، بلکه همچنین چنین ارتعاشهایی را میتوان با بادکنک شناور بر بالای سطح نیز ایجاد کرد.
به گفته محققان ناسا، با استفاده از بادکنکهایی که چنین تغییرات جوی ناشی از زلزله را اندازهگیری میکنند، ما به زودی ممکن است قادر به بررسی ساختار داخلی زهره باشیم.
سیدهارث کریشنا مورثی، محقق آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) در بیانیهای گفت: “ما هرگز اندازهگیری لرزهای مستقیم بر روی زهره انجام ندادیم.” “بالنهای زیادی میتوانند برخی سوالات مهم در مورد این سیاره را ارائه دهند.”
بالنها و فشارسنجها
برای انجام این مطالعه، محققان دو بالن پر از هلیوم را چند صد فوت بالاتر از محل انفجار قرار دادند، که موجب ایجاد لرزش به اندازه 3 یا 4 شد. یکی از بالنها سقوط کرد، در حالی که دیگر بالنها آزادانه شناور شدند.
با استفاده از مجموعهای از ابزارها – از جمله سنسورهای سنجش، شتابسنج با وضوح بالا، سنسورهای فراصوتی (که ارتعاشات صوتی هستند که برای انسانها قابل شنیدن نیست) و دوربینهای فیلمبرداری با سرعت بالا – بالنها امواج منحصربفرد جوی را که توسط انفجار قدرتمند تولید شده، را به صورت زمین لرزه ثبت کردند.
محققان میگویند که این امواج هوایی میتواند به گشودن اسرار ساختار داخلی مرموز زهره ختم شود، چرا که چرا زمین و سیارۀ خواهر ما طی چند میلیارد سال گذشته چنین مسیرهای تکاملی را طی کردهاند.
نظارت بر زلزله
ونوس دنیای جهنمی شکلی است. این سیاره دارای درجه حرارت سطح بالایی است که به بیش از 850 درجه فارنهایت (450 درجه سانتیگراد که به اندازه کافی برای ذوب شدن سرب کافی میباشد) میرسد و به علت فشارهای وارده، وسایل فرستاده شده به زهره نابود میشود. از این جهت، احتمال کمی وجود دارد که فرود بتواند به اندازه کافی طول بکشد تا بتواند هر گونه زلزله را شناسایی کند. به عنوان مثال، در تاریخ 1 مارس 1982، شوروی Venera 13 روی سطح زهره فرود آمد – تنها 127 دقیقه طول کشید.
بنابراین، محققان میگویند، برای اینکه یک بالن به اندازه کافی برای جمعآوری اطلاعات معنیدار در ونوس بماند، باید حدود 30 مایلی (50 کیلومتری) بالای سطح سیاره جوشان شناور شود.
در این ارتفاع، دمای هوا و فشار بالنها بسیار موثر خواهد بود. به عنوان مثال، در سال 1985، یک مأموریت شوروی، Vega-1، یک بالون آب و هوایی را در محیط اتمسفری (که بعدها، در آن منطقه یک بالون دیگر به عنوان بخشی از مأموریت Vega-2 مستقر شد) رها کرد. در ارتفاع حدود 33 مایلی (53 کیلومتری)، هر کدام از بالنها در اتمسفر برای حدود 2.5 روز قادر به مانور بودند، و بعد از اینکه باتری خود از دست دادند از دور خارج شدند.
اگرچه شما ممکن است تعجب کنید که چگونه بالن در بالای سطح ونوس میتوان امواج لرزهای را تشخیص دهد، در نظر داشته باشید که 96 درصد کربن دی اکسید جو ونوس فوقالعاده متراکم است. در حقیقت، در سطح، فشار هوا ناهید تقریبا 100 برابر زمین است، بنابراین راه رفتن روی سطح سیاره خواهر ما مشابه راه رفتن حدود 3000 فوتی (900 متر) زیر سطح اقیانوس زمین است.
با چنین فضای متراکمی، امواج لرزهای روی ونوس از طریق هوا بهتر از زمین، پخش میشوند. براساس محاسبات اولیه، محققان فکر میکنند که بالنها میتوانند این مقدار را تا حد2 اندازهگیری کنند.
اگر چه ایده استفاده از بالن برا فراز زهره برای بررسی ساختار درونی زهره، مستلزم حمایت بیشتری است، محققان خاطرنشان میکنند هنوز هم کارهایی باید انجام شود تا یک ماموریت بالونی دیگر در مورد زهره به واقعیت تبدیل شود. به ویژه، کریشنا مورثی و همکارانش در حال حاضر در حال کار بر روی روشهای بهتر برای تشخیص اثر زلزلهای از سر و صدای محیط پسزمینه هستند.
در این آخرین آزمایش، محققان دقیقا میدانستند کجا و چه زمانی باید به نشانههای زلزله ناشی از انفجار نگاه کنند. اما در زهره، زمینلرزه به مراتب کمتر قابل پیشبینی است.
به منظور بهبود توانایی بالنها در خانه در سیگنالهای ضعیف زمینلرزه، تیم به زودی شروع به آزمایش بالنها در فضای بالای اوکلاهما خواهد کرد، جایی که فعالیت نفت و گاز طی چند سال گذشته هزاران زلزله جزئی ایجاد کرده است.
محققان امیدوارند با تعیین و تجزیه و تحلیل بیشتر زمینلرزههای غیرقابل پیشبینی، روشهای خود را بهبود ببخشند، به این ترتیب آنها میتوانند ارتعاشات را از عمق زیرزمین تشخیص دهند، که در نهایت برای مأموریت بالونهای بعدی در زهره ارزشمند خواهد بود.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
Earthquake-detecting balloons could help reveal the internal structure of Venus
By Jake Parks | Published: Friday, December 28, 2018
http://www.astronomy.com/news/2018/12/earthquake-detecting-balloons-could-help-reveal-the-inner-structure-of-venus