Şiddetli fırtınalar atmosferde büyük olaylara yol açsa da, etkileri aslında beklenenlerden çok daha derine iniyor. Bunun nedeni, şimşeklerin “şimşek depremleri” olarak bilinen olayları tetikleyebilmesidir. Bu depremler, görünüşte yıkıcı olmasa da, araştırmacıların yeryüzünün altındaki yapıları anlamalarına yardımcı oluyor. Şimşek depremi, bir şimşeğin yere çarpmasıyla oluşan akustik şok dalgaları (yani gök gürültüsü) tarafından meydana gelir ve bu dalgalar yeraltına yayılır. Bu olgu daha önce de gözlemlenmiş olsa da, Science Advances dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, şimşek depremlerinin yüzey altındaki yapıların görüntülenmesi için değerli bir kaynak olarak kullanılabileceğini ortaya koyuyor. Şok dalgaları, mevcut fiber optik telekomünikasyon kablolarıyla etkileşim kurarak yeraltı yapılarının nasıl göründüğüne dair bilgi sağlıyor. Pennsylvania State Üniversitesi’nde jeoloji profesörü olan ve çalışmanın yazarı olan Tieyuan Zhu, “Araştırmamız, şimşek depremlerinin özellikle geleneksel sismik kaynaklara erişimin sınırlı olduğu bölgelerde, yüzey altındaki yapıların görüntülenmesi için yeni bir kaynak olarak kullanılabileceğini gösteriyor” şeklinde bir [statement] yayınladı. Sismik Etkinlik ve Şimşek Depremleri Yüzeyin altında neler olup bittiğini anlamak için bilim insanları genellikle sismik tomografi adı verilen bir görüntüleme tekniğine başvururlar. Bu teknik, sismik dalgaları kullanır. Zhu, “Sismik görüntüleme, çökme bölgeleri veya heyelanlar gibi ek jeolojik tehlikelerin değerlendirilmesi, yeraltı suyu ve madencilik kaynaklarının incelenmesi ve volkanlar ile magma boşluklarının araştırılması için kullanılabilir” dedi. “Yalnızca tomografi, doğrudan gözlemlenemeyen yeryüzünün altındaki yapıların nasıl göründüğüne dair bilgi sağlayabilir.” Normalde bilim insanları bu teknik için kullanılan sismik dalgalar, depremlerden veya kontrollü patlamalar gibi yapay kaynaklardan gelir. Ancak atmosferdeki değişiklikler, hava basıncındaki değişimler ve fırtınalar da sismik dalgalar oluşturabilir. Yeni yapılan çalışma, atmosferden yeryüzüne enerji aktarımının nasıl gerçekleştiği konusunda daha fazla bilgi edinilmesine olanak tanıyor. Fiber Optik Kabloların Kullanımı Araştırmacılar, şimşek depremlerinin sismik tomografi ile kullanılabileceğini, dağıtılmış akustik sensörler (DAS) adı verilen bir yöntemle keşfettiler. Bu yöntem, optik fiber boyunca oluşan titreşimleri algılamayı içerir. Çalışma kapsamında, araştırmacılar Penn State Üniversitesi kampüsünün altında bulunan yaklaşık 2,5 kilometre uzunluğundaki mevcut bir telekomünikasyon fiber optik kablosuna bir lazer ışını gönderdiler. İki yıldan fazla bir süre boyunca, bu kablodaki sensörler 458 şimşek depremini algıladı ve her biri yeraltında küçük gerilmeler oluşturan sismik dalgalar üretti. Ohio State Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olan ve çalışmanın başyazarı olan Nolan Roth, “Bu sayede atmosferdeki akustik kaynaktan gelen sinyalin, çok yüksek çözünürlükte bir sismik sinyal haline gelmesi sürecini gözlemleyebildik; bu da daha önce kimsenin şimşeklerle ilgili bir çalışmada başaramadığı bir şey” dedi. DAS yöntemi, araştırmacıların yeryüzünün 300 feet (yaklaşık 91 metre) derinliğindeki yapıları incelemek için kullanabileceği Rayleigh dalgaları adı verilen önemli sismik dalgaların yakalanmasını sağladı. Roth, “Şimşek depremlerinin nasıl çalıştığını anlamak, atmosfer ile yeryüzü arasındaki etkileşimler hakkında daha fazla bilgi edinmemize yardımcı olacaktır” dedi. Yeryüzünde ve Ötesinde Uygulamalar Şimşek depremleri, özellikle ABD’nin orta ve doğu bölgeleri gibi pek çok [earthquakes] yaşanmayan yerlerde sismik görüntüleme için yeni fırsatlar sunabilir. Yıllık olarak milyonlarca şimşeğin görüldüğü bu bölgelerde, fiber optik kabloların yaygınlığı sayesinde sismik görüntülemenin kapsamı genişletilebilir. Çalışmaya göre iklim değişikliğinin 2100 yılına kadar [lightning] aktivitesini %50’ye kadar artırabileceği tahmin ediliyor. Bu durum, şimşek depremi görüntüleme yönteminin gelecekte daha erişilebilir hale gelmesini sağlayabilir. Şimşek depremlerinin diğer [planets] ve uydularda da sismik aktiviteyi incelemek için alternatif bir yol sunabileceği düşünülüyor. Ancak bunun uzayda ne kadar faydalı olacağı henüz bilinmiyor. Araştırmacılar, şimşek depremlerinin sismik dalgaların izlenmesi için heyecan verici yeni bir yol olduğunu belirtiyorlar. Makale Kaynakları [Discovermagazine.com] adresindeki yazarlarımız, makalelerinde güvenilir ve bilimsel olarak incelenmiş kaynakları kullanır ve editörlerimiz tarafından bilimsel doğruluğu ve yayın standartları açısından kontrol edilir. Bu makalede kullanılan kaynaklara aşağıda ulaşabilirsiniz: Bu makale, Science Advances dergisinde yayınlanan bir çalışmadan elde edilen bilgilere dayanmaktadır: [Imaging Earth’s subsurface with thunderstorm-generated seismic waves]
Kaynak: Discovermagazine
