Mokslininkai Žemėje sukėlė dirbtinį žemės drebėjimą ir viskas dėl Veneros: misija su balionu ir kam to prireikė?

Šią savaitę ramioje, tylioje dykumoje netoli Pahrumpo, Nevadoje, tyrėjai sukėlė dirbtinį žemės drebėjimą. Jis supurtė žemę ir – kas nėra taip akivaizdu – orą. Taip NASA mokslininkai galėjo klausyti vibracijų viršuje skrendančiais balionais. Jei technologiją pavyktų perkelti į Venerą,ja būtų galima aptikti tenai vykstančius žemės drebėjimus, kurie galėtų suteikti svarbių žinių apie gretimos planetos vidų, ir užuominų apie tokią skirtingą Veneros ir Žemės vystymosi istoriją.

„Tiesioginių seisminių Veneros matavimų niekados nesame atlikę,” sako Siddharth Krishnamoorthy, eksperimento komandos narys iš NASA Reaktyvinio judėjimo laboratorijos (JPL) Pasadenoje, Kalifornijoje. „Balionai gali padėti atsakyti į kai kuriuos svarbius klausimus apie planetą.”

Gruodžio 19 dienos bandyme JAV Energetikos departamentas maždaug 300 metrų gylyje susprogdinęs 50 tonų cheminių sprogmenų, sukūrė 3 – 4 balų stiprumo virpesius — iš dalies, tikrindama agentūros gebėjimą aptikti požeminius branduolinius sprogimus. Bet tyrėjai virš bandymų vietos iškėlė ir du helio balionus, vieną pritvirtintą, o kitą – laisvai skrendantį. Abu jie buvo kelių šimtų metrų aukštyje virš žemės. Balionai nešė barometrus, kuriais buvo fiksuojami atmosferos slėgio pokyčiai ir aptinkamos žemės drebėjimo sukeliamos žemo dažnio ir žmogui negirdimos akustinės infragarso bangos.

Vieną dieną panašus įrengimas galėtų skrieti aukštai Veneros atmosferoje. Planetos paviršiuje sąlygos pragariškos: temperatūra tokia aukšta, kad galėtų išsilydyti švinas (\(T_mPb – 327,5 °C\)), o atmosferos slėgio neatlaikytų ir povandeninis laivas. Bet kokiam ant paviršiaus nusileidusiam aparatui vargu ar pavyktų išlikti pakankamai ilgai, kad spėtų užfiksuoti žemės virpesius. Tačiau pakilus 50 kilometrų nuo paviršiaus, temperatūra ir slėgis stebėtinai palankūs, aplinka idealiai tinkama ilgam skrydžiui balionu (jei neskaitysime sieros rūgšties stiprų šiltnamio efektą sukeliančioje atmosferoje, kurios 96% sudaro anglies dvideginis). 1985 metais Sovietų sąjunga parodė, kad tai įmanoma, ir pustrečios dienos šiame sluoksnyje skraidino du balionus. Duomenų rinkimas nutrūko tik išsieikvojus baterijoms.

Balionais taip aukštai virpesius galima būtų aptikti, nes Veneros atmosfera 100 kartų tankesnė nei Žemės, tad bangos nuo žemės į atmosferą perduodamos geriau ir sklinda toliau. Remdamasi preliminariais skaičiavimais, komanda mano, kad tokiame aukštyje galėtų aptikti vos 2 balų stiprumo Veneros žemės drebėjimus. Tai buvo nustatyta, pernai atlikus pradinį bandymą dykumoje — 13 tonų svoris buvo numestas iš 1,5 m aukščio. Tai parodė, kad instrumentas geba užfiksuoti drebėjimo sukeliamas infragarso bangas ir nustatyti drebėjimo kryptį.

Krishnamoorthy'is sako, kad jis su kolegomis dabar stengiasi aptikti stipresnius seisminius šaltinius didesniu atstumu, kaip atliko praeitą savaitę, kad geriau išskirtų drebėjimui būdingus virpesius nuo aplinkos triukšmo. Vėliau komanda planuoja skraidinti balionus virš Oklahomos, kur pastaraisiais metais vyksta tūkstančiai naftos ir dujų gavybos pramonės sukeltų žemės drebėjimų. Taip tyrėjams turėtų pavykti aptikti iš daug gilesnių požemių sklindančius virpesius.

Visgi, sukauptą patirtį perkelti į Venerą gali būti kebloka, sako Ralph Lorenz, planetologas iš Arizonos unIversiteto Tucsone. Eksperimentatoriai žinojo bandomųjų virpesių vykimo laiką ir bruožus, o Veneroje, kurioje šėlsta viršgarsiniai vėjai, žemės virpesių signalus atskirti gali būti tikras iššūkis.

Gali būti, kad Venera seismiškai rami, ir tai būtų svarbus neigiamas rezultatas, priversiantis tyrėjus iš naujo svarstyti nusistovėjusius Veneros vidaus modelius. Bet daugelis mokslininkų mano, kad šiluma iš planetos stengiasi ištrūkti, gal netgi paviršių drebinančiais būdais. Dabar paviršių išraižiusios plačios žymės liudija įtempimus, kurie gali kelti virpesius, nors daug mokslininkų mano, kad tektoninių plokščių judėjimas ilgai netruko, jei š viso vyko — tai viena iš priežasčių, kodėl planetoje įvyko toks nevaldomas šiltnamio efektas. Žemėje tektoninių plokščių judėjimas sukelia daugumą žemės drebėjimų ir taip pat padeda giliai mantijoje užkasti anglį, apsaugodamas planetą nuo globalaus atšilimo.

Todėl Venera yra mūsų sesuo, bet ne dvynė, sako geologas Paulas Byrne'as iš Šiaurės Karolinos valstijos Universiteto Raleigh. Jis sako, kad išmatuotas tektoninis aktyvumas gali suteikti užuominų apie vidinę Veneros struktūrą ir ankstesnę istoriją, galbūt paaiškintų, kodėl, kitaip nei Žemė, neturi magnetinio lauko ar kada pranyko jos vanduo. Išsiaiškinus, kodėl Veneros lemtis taip skiriasi nuo mūsų planetos, galėtų padėti suprasti apie kitas žvaigždes skriejančių uolinių egzoplanetų gausą. Byrne'as pažymi, kad mūsų planetų sistemą stebintiems ateivių astronautams būtų nelengva nustatyti, ar gyvybė yra Žemėje, ar Veneroje.

Adam Mann
www.sciencemag.org

doi:10.1126/science.aaw4501