कैलटेक शोधकर्ताओं ने कैलिफ़ोर्निया के लॉन्ग वैली क्रेटर, एक निष्क्रिय सुपर ज्वालामुखी में बढ़ी हुई भूकंपीय गतिविधि की जांच के लिए उन्नत इमेजिंग तकनीकों का उपयोग किया। उनके परिणाम बताते हैं कि यह क्षेत्र किसी बड़े विस्फोट के कगार पर नहीं है, लेकिन शीतलन प्रक्रियाओं के कारण भूकंपीय गतिविधि का अनुभव कर रहा है।
1980 के दशक के बाद से, शोधकर्ताओं ने कैलिफोर्निया के सिएरा नेवादा पर्वत के पूर्व में एक क्षेत्र में अस्थिरता की अलग-अलग अवधि देखी है, जिसमें भूकंप के झुंड और अवधि शामिल हैं, जिसके दौरान जमीन प्रति वर्ष लगभग आधा इंच तक बढ़ गई और बढ़ गई। यह गतिविधि चिंताजनक है क्योंकि यह क्षेत्र, जिसे लॉन्ग वैली काल्डेरा के नाम से जाना जाता है, एक विशाल निष्क्रिय ज्वालामुखी के ऊपर स्थित है। लॉन्ग वैली क्रेटर का निर्माण 760,000 साल पहले एक हिंसक विस्फोट से हुआ था, जिसने हवा में 650 क्यूबिक किलोमीटर राख उगल दी थी - पूरे लॉस एंजिल्स क्षेत्र को 1 किलोमीटर मोटी तलछट की परत से ढकने के लिए पर्याप्त राख।
निर्णायक इमेजिंग से अंदर की कहानी का पता चलता है
पिछले कुछ दशकों में ज्वालामुखीय गतिविधि लगातार बढ़ती जा रही है। आखिर इसकी वजह क्या है? क्या ऐसा हो सकता है कि यह क्षेत्र एक और प्रकोप की तैयारी कर रहा हो? या क्या बढ़ी हुई गतिविधि वास्तव में एक संकेत है कि बड़े विस्फोट का खतरा कम हो रहा है?
इन सवालों का जवाब देने के लिए, कैल्टेक शोधकर्ताओं ने चांगगु क्रेटर की उपसतह की अब तक की सबसे विस्तृत छवि बनाई है, जो पृथ्वी की परत में 10 किलोमीटर की गहराई तक पहुंचती है। ये उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियां क्रेटर के नीचे पृथ्वी की संरचना को प्रकट करती हैं और सुझाव देती हैं कि हालिया भूकंपीय गतिविधि क्षेत्र के ठंडा होने और कम होने पर निकलने वाले तरल पदार्थ और गैसों के कारण होती है।
चांगगु काल्डेरा 760,000 साल पहले बड़े पैमाने पर हुए सुपर ज्वालामुखी विस्फोट का स्थल है। चांगगु काल्डेरा की सतह के नीचे क्या हुआ? क्षेत्र के भूमिगत वातावरण की छवि लेने के लिए भूकंपीय तरंगों का उपयोग करते हुए एक नए अध्ययन में पाया गया है कि मैग्मा कक्ष ठंडा हो रहा है। फिर भी, मैग्मा के क्रिस्टलीकृत होने पर निकलने वाली गैसें और तरल पदार्थ भूकंप का कारण बन सकते हैं। स्रोत: ई.बियोन्डी
यह शोध भूभौतिकी प्रोफेसर झोंगवेन झान (पीएचडी '14) की प्रयोगशाला में आयोजित किया गया था। शोध का वर्णन करने वाला एक पेपर 18 अक्टूबर को साइंस एडवांसेज जर्नल में प्रकाशित हुआ था।
"हमें नहीं लगता कि यह क्षेत्र किसी अन्य सुपर ज्वालामुखी विस्फोट की तैयारी कर रहा है, लेकिन शीतलन प्रक्रिया से भूकंप और छोटे विस्फोटों को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त गैसें और तरल पदार्थ निकल सकते हैं। उदाहरण के लिए, मई 1980 में, क्षेत्र में 6 तीव्रता के चार भूकंप आए थे," ज़ान झोंगवेन ने कहा।
उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियों से पता चलता है कि ज्वालामुखी का मैग्मा कक्ष क्रिस्टलीय चट्टान की एक कठोर टोपी से ढका हुआ है, जो तरल मैग्मा के ठंडा होने और जमने पर बनता है।
नवोन्मेषी इमेजिंग तकनीक
उपसतह की छवियां बनाने के लिए, शोधकर्ता भूकंप से उत्पन्न भूकंपीय तरंगों को मापकर अनुमान लगाते हैं कि भूमिगत वातावरण कैसा दिखता है। भूकंप दो प्रकार की भूकंपीय तरंगें उत्पन्न करते हैं: प्राथमिक तरंगें (पी तरंगें) और द्वितीयक तरंगें (एस तरंगें)। दो प्रकार की भूकंपीय तरंगें अलग-अलग सामग्रियों में अलग-अलग गति से चलती हैं - भूकंपीय तरंगें तरल पदार्थ जैसी लोचदार सामग्री में धीरे-धीरे चलती हैं लेकिन चट्टानों जैसी कठोर सामग्री में बहुत तेज़ी से चलती हैं। विभिन्न स्थानों पर भूकंपमापी का उपयोग करके तरंगों के समय में अंतर को मापना और जिस सामग्री से वे गुजरती हैं उसके गुणों को निर्धारित करना संभव है - यह कितना लोचदार या कठोर है। इस तरह शोधकर्ता भूमिगत पर्यावरण की तस्वीर बना सकते हैं।
भूकंप स्रोत
पूरे डोंगशान क्षेत्र में दर्जनों भूकंपमापी हैं, लेकिन शोधकर्ताओं द्वारा उपयोग की जाने वाली तकनीक भूकंपीय माप करने के लिए फाइबर ऑप्टिक केबल (जैसे इंटरनेट प्रदान करने वाले केबल) का उपयोग करती है, एक प्रक्रिया जिसे वितरित ध्वनिक सेंसिंग (डीएएस) कहा जाता है। चांगगु काल्डेरा की छवि बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली 100 किलोमीटर की केबल 10,000 एकल-घटक भूकंपमापी के बराबर है। डेढ़ साल में, टीम ने 2,000 से अधिक भूकंपीय घटनाओं को मापने के लिए केबल का उपयोग किया, जिनमें से अधिकांश लोगों के महसूस करने के लिए बहुत छोटी थीं। मशीन लर्निंग एल्गोरिदम इन मापों को संसाधित करते हैं और छवियां उत्पन्न करते हैं।
यह अध्ययन इतनी गहन, उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाली छवियां बनाने के लिए DAS का उपयोग करने वाला पहला अध्ययन है। पिछले स्थानीय टोमोग्राफी अध्ययन चित्र या तो लगभग 5 किलोमीटर गहरे उथले उपसतह वातावरण तक सीमित थे या कम रिज़ॉल्यूशन पर बड़े क्षेत्रों को कवर करते थे।
कैलटेक के डीएएस वैज्ञानिक और पेपर के पहले लेखक एट्टोर बियोन्डी ने कहा, "यह इस बात का पहला प्रदर्शन है कि डीएएस पृथ्वी की क्रस्टल गतिशीलता के बारे में हमारी समझ को कैसे बदल सकता है।" "हम इसी तरह की तकनीकों को अन्य क्षेत्रों में लागू करने के लिए उत्साहित हैं जहां हम उपसतह पर्यावरण के बारे में उत्सुक हैं।"
इसके बाद, टीम ने 200 किलोमीटर लंबी केबल का उपयोग करके पृथ्वी की परत में गहराई से छवि लेने की योजना बनाई है, शायद 15 से 20 किलोमीटर गहराई तक, जहां क्रेटर का मैग्मा कक्ष - इसका "धड़कता हुआ दिल" - ठंडा हो रहा है।