РУСАЛКИ раскрывают тайны дна океана

Сейсмологи используют волны, образующиеся в результате землетрясений, для сканирования недр нашей планеты, подобно тому, как врачи получают изображения своих пациентов с помощью медицинской томографии. Снимки Земли помогли нам отследить глубинное происхождение вулканических островов, таких как Гавайи, и определить очаговые зоны глубоких землетрясений.

«Представьте себе рентгенолога, вынужденного работать с компьютерным томографом, в котором отсутствуют две трети необходимых датчиков», — сказал Фредерик Саймонс, профессор геонаук в Принстоне. «Две трети — это та часть Земли, которая покрыта океанами и поэтому не имеет станций сейсмической записи. Именно с такой ситуацией сталкиваются сейсмологи, пытающиеся уточнить свои изображения внутренней части нашей планеты».

Около 15 лет назад, когда он был постдокторантом-исследователем, Саймонс стал партнером Густа Ноле, ныне почетного профессора геонаук и геологической инженерии Джорджа Дж. Маги, и они решили исправить эту ситуацию, построив подводного робота, оснащенного гидрофоном. подводный микрофон, способный улавливать звуки далеких землетрясений, волны которых доставляют акустическую энергию в океаны через океанское дно.

«Русалочка», недавно запущенная недалеко от Таити, отправляет сообщения на спутник, а затем погружается на милю под воду, чтобы начать мониторинг сигналов землетрясения.

Дрейфуя на милю под поверхностью, РУСАЛКИ покрывают большую территорию. Красные кружки показывают место, где РУСАЛКА уловила сейсмический сигнал.

Если мантийная порода горячая, это замедлит сейсмические волны. Этот график показывает (в процентах), насколько медленнее волна движется в поперечном сечении, пересекающем 91 градус западной долготы. Участок простирается до самого ядра Земли (2890 км или около 1800 миль) и колеблется от 20 градусов южной широты до 20 градусов северной широты. Красноватые цвета показывают, где волны замедляются. Галапагосские острова находятся недалеко от экватора, от которого широкая плюмообразная структура около 1 градуса северной широты спускается на глубину 1900 км (около 1200 миль).

На фотографии, сделанной во время разработки РУСАЛКИ, видно, как одна из них поднимается на поверхность после того, как зафиксировала волну землетрясения. Оказавшись на поверхности, он отправляет ученым сейсмограмму через спутник. Саймонс и Нолет протестировали ранние прототипы «Русалочки» совместно с исследовательскими партнерами из Океанографического института Скриппса в Ла-Хойе, Калифорния. Прототипы успешно зафиксировали волны землетрясения, но их идея по-прежнему встречалась со скептицизмом из-за высокого уровня шума океанских волн. Но когда Нолет получил почетный статус в Принстоне в 2008 году и переехал в Геоазур в Университете Ниццы во Франции, финансирование Европейского исследовательского совета позволило ему и его ведущему инженеру Янну Хелло полностью разработать РУСАЛОЧКИ, которые с тех пор стали коммерчески доступными.

Эти два инструмента Son-O-Mermaid, новое поколение сейсмических датчиков, были доставлены на Бермудские острова Саймонсом и его командой для использования в партнерстве с Бермудским институтом наук об океане. На этой фотографии инструменты закреплены на палубе перед спуском в воду. В отличие от традиционных сейсмометров на океанском дне, которые размещаются в стационарных местах и ​​должны быть извлечены для получения данных, РУСАЛКА и Сын-О-Русалка дрейфуют вместе с океанскими течениями и регулярно передают данные ученым с помощью беспроводной технологии. Несколько из них могут быть развернуты по той же цене, что и один донный сейсмометр.

Джоэл Саймон, аспирант Принстона, специализирующийся на геонауках, чьи исследования сосредоточены на анализе данных Son-O-Mermaid, настраивает кабели и готовит инструмент к тестовому запуску. Саймон отправился на Бермудские острова за неделю до развертывания вместе с инженерами, чтобы распаковать детали прибора из транспортного контейнера и собрать их.

Инструмент Son-O-Mermaid прикрепляют к крану и опускают в океан. Затем исследователи протянут 1000 метров (более 3200 футов) кабеля, который соединит поверхностный буй с гидрофонами, микрофонами, записывающими звук в воде и «слушающими» землетрясения в океане. При обнаружении землетрясения устройство отправляет сейсмограф по электронной почте ученым.