جهاز زلزالي مصمم لأبحاث خارج كوكب الأرض يمكن أن يساعد في معالجة تغير المناخ على الأرض – ترجمة* محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

Seismic device made for extraterrestrial research can help tackle climate change on Earth
(Kyushu University, International Institute for Carbon-Neutral Energy Research (I2CNER) – تقديم: جامعة كيوشو، المعهد الدولي لأبحاث الطاقة المحايدة للكربون) 

ملخص المقالة:

طور باحثون يابانيون مصدرًا زلزاليًا صغيرا للغاية بمقياس السنتيمتر يستخدم موجات زلزالية ضعيفة ومستمرة، تم تصميمه في الأصل لاستخدامات خارج كوكب الأرض، مثل البحث الجيوفيزيائي على القمر والمريخ. ويسمح المصدر الصغير الحجم والقليل التكلفة – نقلا وتشغيلا – بالمراقبة المستمرة لتسرب ثاني اكسيد الكربون المعزول الذي يتم حقنه في تكوينات جوفية.

( المقالة )

يُعد عزل الكربون تحت الأرض نهجًا واعدًا لمكافحة تغير المناخ، ولكن هناك عقبات كبيرة يجب التغلب عليها قبل تطبيق هذه التكنولوجيا على نطاق واسع.

ويمكن أن تتناول دراسة جديدة من اليابان إحدى هذه العقبات من خلال تحديد كيفية مراقبة مكامن الكربون بشكل مستمر وبتكلفة معقولة لاكتشاف التسربات أو التغييرات الأخرى التي تتطلب الانتباه. وقد تم نشر مقال “مصدر زلزالي نشط محمول بحجم 4 سم (PASS) للتصوير بمقياس من متر إلى كيلومتر ورصد الهياكل تحت السطحية” في مجلة “رسائل أبحاث علم الزلازل” (Seismological Research Letters).

ويمكن مراقبة التكوينات الجوفية (تحت الأرض) مثل مكامن الكربون باستخدام الموجات الزلزالية، سواء الناتجة عن الزلازل أو عن طريق مصادر من صنع الإنسان. ولكن المراقبة الزلزالية تتطلب عادة آلات كبيرة ومكلفة، مما يجعل المراقبة المستمرة بالمقاييس اللازمة لمكامن الكربون باهظة التكلفة وصعبة من الناحية العملية.

وقد طورت مجموعة بحثية من كلية الدراسات العليا للهندسة وجامعة طوكيو والمعهد الدولي لأبحاث الطاقة المحايدة للكربون بجامعة كيوشو [جامعة يابانية وطنية عريقة ذات توجه بحثي تقع في مدينة فوكوكا بجزيرة كيوشو] مصدرًا زلزاليًا مضغوطًا للغاية بمقياس السنتيمتر يمكنه معالجة هذه المشكلة من خلال السماح بالمراقبة المستمرة لمكامن الكربون. وفي الأصل، تم تصميم المصدر الزلزالي النشط المحمول للاستخدامات خارج كوكب الأرض، مثل البحث الجيوفيزيائي على القمر والمريخ. ومع ذلك، هناك العديد من التطبيقات الأرضية المحتملة للمصدر الزلزالي النشط المحمول أيضًا.

وكما يوضح المؤلف الرئيسي والمحقق الرئيس في معهد ورسستر للفنون التطبيقية (WPI) البروفيسور تاكيشي تسوجي: “نظرًا لصغر حجم الجهاز، تكون الاهتزازات التي ينتجها ضعيفة نسبيًا، ولكن عندما يتم إنتاج هذه الاهتزازات بشكل مستمر، يمكن تجميع الإشارات الناتجة معًا، مما يسمح بالإرسال عبر مسافات طويلة. باستخدام محرك يبلغ قطره أربعة سنتيمترات، يمكن إرسال الإشارة كيلومترًا واحدًا – المقياس المطلوب لمراقبة الطبقات المستخدمة لتخزين ثاني أكسيد الكربون”.

وحجم المصدر الزلزالي النشط المحمول الصغير يجعل نقله وتشغيله في متناول اليد بكلفة أقل من المصادر الزلزالية التقليدية، والتي عادة ما يكون حجمها عدة أمتار. ويمكن تشغيل الجهاز فائق الصغر ببطارية سيارة بقوة 12 فولت، ويمكن حتى نقله بواسطة طائرة بدون طيار في المناطق التي يتعذر الوصول إليها بأي طريقة أخرى.

وقد اختبر الباحثون المصدر الزلزالي النشط المحمول في موقعين ميدانيين، أحدهما على ضفة نهر والآخر على مصرف نفايات في منطقة التعدين. ووفقًا للبروفيسور تسوجي: “يتمتع نظام المصدر الزلزالي النشط المحمول بإمكانيات كبيرة لمجموعة متنوعة من التطبيقات العلمية والهندسية، بما في ذلك مراقبة الكوارث المحتملة مثل الانهيارات الأرضية والبراكين، وتصوير الهياكل التي من صنع الإنسان مثل الأنفاق والسدود والمصارف”.

إن القدرة على تحمل التكاليف والتطبيق العملي للمراقبة المستمرة تحت السطح باستخدام تقنية مصدر زلزالي نشط محمول المطورة حديثًا، والتي تسمح باكتشاف التغيرات المفاجئة في المكامن التي يمكن أن تؤدي إلى تسرب ثاني أكسيد الكربون، تجعلها ذات قيمة خاصة لتطوير مشاريع عزل الكربون. وقد يشجع هذا التحسين على سلامة مشاريع عزل الكربون أيضًا القبول العام لها وغيرها من مشاريع الهندسة الجيولوجية.

*تمت الترجمة بتصرف

المصدر:

https://phys.org/news/2022-09-seismic-device-extraterrestrial-tackle-climate.html

لمزيد من المعلومات: 4 cm Portable Active Seismic Source (PASS) for Meter- to Kilometer-Scale Imaging and Monitoring of Subsurface Structures, Seismological Research Letters (2022) https://doi.org/10.1785/0220220049.