Все последние события из жизни вулканологов, сейсмологов
Японцев, Американцев и прочих несчастных, которым повезло родиться, жить
и умереть в зоне сейсмической активности

Стихия

град, Землетрясение, Извержения вулканов, ледоход, Ледяной дождь, Лесные пожары, Ливни, Наводнения, Огненный смерч, Паводок, Смерчи (Торнадо), Тектонический разлом, Ураганы (Тайфуны), Цунами

Вулканы

Симмоэ, Авачинский, Алаид, Асама, Асо, Багана, Баурдарбунга, Безымянный, Бромо, Булусан, Везувий, Вениаминова, Вильяррика, Вольф, вулкан Агунг, Вулкан Таранаки, Вулкан Хурикес. Боливия, Вулкана Богослов, Вулкана Эрта Але, Гамалама, Даллол, Дуконо, Жупановский, Ибу, Иджен, Йеллоустоун, Кальбуко, Камбальный, Кампи Флегрей, Карангетанг, Карымский, Катла, Килауэа, Кливленд, Ключевская Сопка, Колима, Копауэ, Котопахи, Кроноцкая Сопка, Локон, Масая, Мауна-Лоа, Меру, Михара, Момотомбо, Мон-Пеле, Мутновский, Невадо-дель-Руис, Невадо-дель-Уила, Невадос-де-Чильян, Ньирагонго, Онтаке, Павлова, Питон-де-ла-Фурнез, Сабанкая, Тавурвур, Толбачик, Тунгурауа, Турриальба, Тятя, Убинас, Узон, Фогу, Фуэго, Шивелуч, Эйяфьятлайокудль, Эльдфедль, Этна, Ясур

Тайфуны

Тайфун Нору

Наводнения

Наводнение в Приморье

Районы вулканической активности

Вулканы Камчатки, Вулканы Мексики, Курилы

Грязевые вулканы и гейзеры

Локбатан

Природа

Вулканы, Изменение климата, Красота природы

Наука

Археология, Вулканология

Наша планета

Живая природа, Спасение животных

Ураганы

Тайфун Мэттью, Ураган Ирма, ураган Мария, Ураган Харви

Районы сейсмической активности

Землетрясение в Италии, Землетрясение в Китае, Землетрясение в Турции

Солнечная система

Венера, Марс, Меркурий, Планета Земля, Плутон, Сатурн, Юпитер

Космос

экзопланеты

Астрономические события

Метеориты, Суперлуние

Антропогенные факторы

Климатическое оружие

Землетрясения

Прогноз землетрясений

2017-10-25 18:12

Акустические волны помогли зафиксировать падение самолета и метеорита в океан

метеорный дождь, землетрясение фото


Часть спектра сигнала, измеренного станцией HA01

Usama Kadri et al / Scientific Reports

Если учесть влияние гравитации на распространение в воде низкочастотных звуковых волн, можно определить расстояние до их источника. Международная группа математиков разработала более точную теорию этого явления, экспериментально проверила ее и применила для поиска упавших в океан объектов — метеоритов и Boeing 777 рейса MH370, который пропал в 2014 году. Статья опубликована в Scientific Reports.

Обычно при описании подводных акустических волн влиянием гравитации пренебрегают, поскольку скорость звука в воде значительно превышает фазовую скорость гравитационных волн. Однако для низкочастотных волн, образующихся в результате землетрясений, подводных взрывов или из-за падающих в воду объектов, гравитационными эффектами пренебрегать нельзя. Ранее уже предпринимались попытки теоретически исследовать это влияние и объяснить с его помощью, например, распространения цунами.

В своей работе математики разработали теоретическую модель распространения волн с учетом гравитации и нашли, как меняется с расстоянием от источника давление воды и частота сигнала. С другой стороны, можно решить обратную задачу и найти расстояние до источника, измеряя эту частоту в разные моменты времени и сравнивая, как меняется спектр. С помощью численного моделирования ученые показали, что относительная погрешность определения расстояния таким способом составляет менее 0,02 процента на расстояниях более тысячи километров.

Также ученые проверили полученную ими зависимость экспериментально, роняя в бассейн круглые шары разного размера и массы и наблюдая за спектром расходящихся от них волн. Оказалось, что измеренный спектр совпадает с теоретически предсказанным и имеет несколько ярко выраженных особенностей, отвечающих собственно падению тела в воду, кавитации и реверберации. Потом исследователи сравнили этот спектр со спектром некоторых сигналов, зарегистрированных гидроакустической станцией HA01, принадлежащей Организации Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (CTBTO), и обнаружили, что они имеют ту же форму.

Зависимость давления от времени и спектр сигнала для одного из опытов с шарами в бассейне

Usama Kadri et al / Scientific Reports

Зависимость давления от времени и спектр сигнала, зарегистрированного на станции HA01

Usama Kadri et al / Scientific Reports

Гидроакустическая станция HA01 находится недалеко от западного берега Австралии и включает в себя три микрофона, которые расположены на разной глубине (от 1400 до 1500 метров) и образуют треугольник со стороной около двух километров. Благодаря этому время регистрации пришедших волн немного отличается для разных микрофонов, что позволяет установить с помощью триангуляции примерное направление, в котором находится источник. Конечно, при таком способе неизбежно возникают ошибки, но с помощью численного моделирования (методом Монте-Карло) математики показали, что для достаточно больших расстояний (много больше стороны треугольника, то есть двух километров) погрешность определения направления составляет не более 0,4 градусов.

В ходе исследования ученые проанализировали около 18 часов записанных на станции HA01 данных и нашли несколько событий, сигналы от которых были очень похожи на предсказанные. Два события отвечали подводным землетрясениям, произошедших 28 ноября 2016 и 7 января 2017. Их эпицентры были определены ранее другими, более точными методами, и это позволило убедиться в правильности предсказаний, даваемых разработанной теорией. Также исследователи зарегистрировали третий сигнал около берегов Антарктиды, который, по их мнению, отвечает падению метеорита. Его положение они дополнительно уточнили с помощью данных станции HA08.

Примеры определения положения эпицентров землетрясений (EQ1, EQ2) и места падения метеорита (Impact)

Usama Kadri et al / Scientific Reports

Предполагаемое место падения Боинга MH370 (E1) и второй сигнал, зарегистрированный примерно в то же время (E2)

Usama Kadri et al / Scientific Reports

Кроме того, математики применили разработанный ими подход к поиску печально известного малайзийского Боинга MH370. Для этого они более пристально изучили данные станции HA01 за 8 марта 2014 года (день, когда самолет пропал с радаров). В течение промежутка между 00:00 и 2:00 UTC они зарегистрировали два сигнала, и источник одного из этих сигналов (испущенного между 01:11 и 01:16 UTC) как раз находился неподалеку от последнего известного местоположения самолета. К сожалению, из-за низкого качества определить точные координаты события не удалось, и оно может отвечать удару самолета как о воду, так и об океанское дно. Так или иначе, это немного уточняет предполагаемое место катастрофы.

Ученые надеются, что в дальнейшем разработанный учеными метод позволит более оперативно и точно определять координаты падения в воду различных интересных тел (например, тех же самолетов или метеоритов).

Ранее мы писали о том, как физики разработали модульный конструктор, с помощью которого можно действовать на звуковую волну и формировать голограмму.

Дмитрий Трунин


Источник: nplus1.ru