Hvad der ligger under

Skorpepladerne, der ligger under miles af havet, er i konstant bevægelse og skifter umærkeligt hvert sekund. Men seismologerne, der sporer dem, har været nødt til at stole på en efterforskningsplan dikteret af kalenderen, snarere end uret.

Deres rutine har ikke ændret sig i årtier: De klatrer regelmæssigt ombord på forskningsfartøjer, der kører til offshore-lokationer, når vejret tillader det, taber en række sensorer og vender tilbage uger eller måneder senere for at hente de registrerede data.

Det grundlæggende problem med sådanne indsamlingsmetoder er dog, at det forhindrer enhver realtidsanalyse og ofte efterlader marineseismologer i mørket, når aktuelle begivenheder udspiller sig. Disse dage kan dog ændre sig. Sammenløbet af fremskridt inden for sensorteknologi, fiberoptisk kommunikation og software, der styrer den delikate balance af undervandsinstrumentering, har gjort permanente havobservatorier til en realitet.

Prototyper er i drift nu ud for USA's og Japans kyster.

Med ny opmærksomhed på deres indsats som følge af ødelæggelserne forårsaget af den sydasiatiske tsunami, advarer oceanografer og seismologer om, at evnen til at forudsige jordskælv og tsunamirisiko forbliver et fjernt mål. Men erhvervelsen af ​​realtidsdata fra de stort set ustuderede dele af jordskorpen under verdenshavene vil give et omfattende billede af seismisk undervandsaktivitet, som aldrig er set.

Skiftet i havvidenskaben, der vil følge af den nye viden, siger forskere, vil være intet mindre end tektonisk.

De nye oplysninger vil være lige så fundamentale for at studere havet, som satellitter var for at studere jorden, siger Frank Rack, direktør for havboreprogrammer for Joint Oceanographic Institutions (JOI), et forskningskonsortium baseret i Washington, D.C.

Etableret i 1976, JOI er en nonprofit sammenslutning af 20 akademiske institutioner, der samarbejder om forskning i marin geologi, geofysik og oceanografi.

Indtil for nylig har havseismologer måttet give afkald på de forskningsfordele, som de permanente observatorier, som deres landbaserede modparter har, nyder godt af. Skibsbaseret overvågning er i sagens natur midlertidig. At studere de langsigtede fysiske, kemiske og biologiske ændringer, der finder sted i havet, kræver en etableret base på og under havbunden.

JOI's havboringsprogram har hjulpet med at udfylde hullet og skabe 20 seismiske og hydrologiske havbaserede observatorier ifølge Rack. Ved at tunnelere tusindvis af meter under havbunden og fylde de 10 til 30 tommer brede boringer med måleudstyr, der registrerer bevægelse, tryk og temperatur, var forskerne i stand til at forbedre kvaliteten af ​​det registrerede signal.

Det er et mere stille miljø for seismometre, væk fra interferensen forårsaget af vind- og vandstrømme og i stand til at detektere mere subtile hændelser, siger Rack.

Men observatorierne er stadig afhængige af batteristrøm og kræver fjernbetjente køretøjer for at hente dataene. Det efterlader stadig videnskabsmænd og forskere med en bekymrende kløft mellem forekomsten af ​​begivenheder og deres opdagelse.

Et bedre svar kan ligge i bestræbelserne på at forbinde studiet af marin seismologi og andre geovidenskaber med trådløst og optisk netværk, som er blevet godkendt af National Science Foundation (NSF). Agenturet har afsat 250 millioner dollars over de næste fem år til en ambitiøs indsats for at udvikle et netværk af havbundsobservatorier, kaldet Ocean Research Interactive Observatory Networks (ORION)

Blandt de mest udfordrende aspekter af ORION-programmet er styring af de strømme af realtidsdata, som det vil generere fra tusindvis af instrumenter, siger John Orcutt, vicedirektør for Scripps Institution of Oceanography og en førende forsker i den middleware, der skal styre ORION. system.

Typisk i geofysik sætter man instrumenter op til at foretage en måling og registrerer resultaterne, eller man ringer op på en telefonlinje og downloader data fra tid til anden, siger Orcutt. Men nu kan vi lave et datagitter af sensorer, der alle videresender deres data til systemet.

Den vanskelige del er at interagere intelligent med sensorerne. Det er noget, der ikke er blevet gjort meget. Vi bruger det til seismologi, men det er anvendeligt til meteorologi, oceanografi - alle mulige områder, hvor du fjernbruger instrumenter.

Mens NSF-tilskuddet dækker grundforskning, påpegede Orcutt, at de potentielle kommercielle applikationer kan omfatte trafikkontrol med sensorer, der er begravet under veje, der er i stand til at give intelligente anvisninger til chauffører.

Selv NASA, som skal fjernstyre en masse instrumenter, har ikke behøvet at kæmpe med noget i denne skala, siger Alan Chave, seniorforsker ved Woods Hole Oceanographic Institution.

Chave siger, at et paradigmeskifte for studiet af oceaner og marin seismologi er på vej, selvom det ikke vil være i hans generation, eller måske endda den næste.

Succes repræsenterer meget mere end blot en trinvis ændring, er Orcutt enig i de fremskridt, ORION kunne bringe. Det repræsenterer en ændring i oceanografien.

skjule