მაღალმგრძნობიარე ბოჭკოვანი ოპტიკური გიროსკოპით შესაძლებელია აქტიური ვულკანის გარშემო მიწის ბრუნვითი მოძრაობის აღქმა.

მკვლევარებმა შეიმუშავეს პროტოტიპი ბოჭკოვანი ოპტიკური გიროსკოპი, რომელიც განკუთვნილია იტალიის ქალაქ ნეაპოლის კამპი ფლეგნერეს ვულკანურ რაიონში მიწისძვრებით გამოწვეული გრუნტის ბრუნვის რეალურ დროში მაღალი გარჩევადობის მონიტორინგისთვის. ამ მჭიდროდ დასახლებულ რეგიონში სეისმური აქტივობის უკეთ გააზრებას შეუძლია გააუმჯობესოს რისკის შეფასება და პოტენციურად გააუმჯობესოს ადრეული გაფრთხილების სისტემები. როდესაც მიწისძვრა ხდება, დედამიწის ზედაპირი განიცდის წრფივ და ბრუნვით მოძრაობებს, განაცხადა სალვიო ავინომ (სავერიო ავინო), იტალიის დედამიწის შემსწავლელ მეცნიერებათა ეროვნული ინსტიტუტის (CNR-INO) კვლევითი ჯგუფის ხელმძღვანელმა. „მიუხედავად იმისა, რომ ბრუნვა, როგორც წესი, მცირეა და ხშირად შეუმჩნეველია, მისი დაფიქსირების შესაძლებლობა მოგვცემს დედამიწის შიდა დინამიკისა და მიწისძვრის წყაროების უფრო სრულყოფილ გაგებას“.

ჟურნალ „Applied Optics“-ში მკვლევრები 2 კილომეტრიანი BSD-98-ის სახელწოდების ბოჭკოვანი ოპტიკური გიროსკოპის ბაზაზე დაფუძნებული ბრუნვის სენსორის წინასწარი დაკვირვების შედეგებს აქვეყნებენ. სენსორმა ხუთ თვეზე მეტი ხნის განმავლობაში უწყვეტი მონაცემების ჩაწერა შეძლო, მცირე და საშუალო სიმძლავრის ადგილობრივი მიწისძვრების ხმაურისა და მიწის ბრუნვის აღმოჩენის გზით.

ნეაპოლის მეტროპოლიტენის არეალს, რომლის მოსახლეობა დაახლოებით 3 მილიონია, სამი აქტიური ვულკანი აქვს. მთელი ტერიტორია დაფარულია მრავალპარამეტრიანი სენსორული ქსელით, რომელიც რეალურ დროში აკონტროლებს სეისმური და ვულკანური აქტივობის შესასწავლად გამოყენებულ სხვადასხვა ფიზიკურ და ქიმიურ პარამეტრებს.

„დედამიწის ზედაპირის ბრუნვის გაზომვა ამ რთულ სენსორულ თავსატეხს კიდევ ერთ ნაწილს შემატებს“, - განაცხადა დანილო გარზუმ (დანილო გალუცო), გეოფიზიკისა და ვულკანოლოგიის ეროვნული ინსტიტუტის (INGV) კვლევითი ჯგუფის წევრმა.

„ეს დამატებითი ინფორმაცია ასევე ხელს შეუწყობს ვულკანური სეისმური სიგნალების ყოვლისმომცველი გაგების მიღებას, რაც კრიტიკულად მნიშვნელოვანია ვულკანური დინამიკის ნებისმიერი ცვლილების აღმოსაჩენად.“

ბოჭკოვანი ოპტიკური გიროსკოპით იტალიის ნეაპოლის კამპიოგლიერის ვულკანურ რეგიონში მცირე და საშუალო ზომის მიწისძვრები დაფიქსირდა, მათ შორის ეს მიწისძვრა. სურათის წყარო: სავერიო ავინო, CNR-INO

ბრუნვითი მოძრაობის გაზომვა

გიროსკოპი არის მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება მიმართულების ან კუთხური სიჩქარის (სიჩქარე, რომლითაც ობიექტი ბრუნავს) ცვლილებების აღმოსაჩენად და გასაზომად. მაგალითად, სმარტფონებში, მარტივი გიროსკოპით შესაძლებელია მოწყობილობის ორიენტაციისა და ბრუნვის აღმოჩენა და გაზომვა. მიწისძვრების ან ვულკანური აქტივობის შედეგად წარმოქმნილი სეისმური ტალღების ბრუნვის გასაზომად, მკვლევარებმა შეიმუშავეს უფრო რთული გიროსკოპი, რომელიც დაფუძნებულია სანიაკის ეფექტზე.

ბოჭკოვანი ოპტიკური გიროსკოპი არის მგრძნობიარე კუთხური სიჩქარის სენსორი, რომელიც მუშაობს საგნაკის ეფექტზე: რგოლისებრ ინტერფერომეტრში, წყაროდან წამოსული სინათლის ტალღები სხივის გამყოფით ორ სხივად იყოფა. ორი სხივი მოძრაობს საპირისპირო მიმართულებით - საათის ისრის მიმართულებით და საათის ისრის საწინააღმდეგო მიმართულებით - და ბრუნდება სხივის გამყოფში. როდესაც ინტერფერომეტრი ბრუნავს გარკვეული კუთხური სიჩქარით ინერციული საცნობარო სისტემის მიმართ, ფაზური სხვაობაა საათის ისრის მიმართულებით და საათის ისრის საწინააღმდეგო მიმართულებით მიმართულ სხივებს შორის:

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ინერციული ნავიგაცია გაზომვის ერთეულად იყენებს BSD სერიის დახურული მარყუჟის ოპტიკურ-ბოჭკოვან გიროს, რომელსაც ახასიათებს მაღალი სიზუსტე, მაღალი საიმედოობა, სრული სიცოცხლის ხანგრძლივობა, მაღალი გაზომვის დიაპაზონი და ძლიერი წინააღმდეგობა დარტყმისა და ვიბრაციის მიმართ. მას შეუძლია უზრუნველყოს ზუსტი პოზიციონირება და ნავიგაციის ფუნქცია გადამზიდავისთვის სრული უარყოფის გარემოში (თანამგზავრის გარეშე).

„ჩვენი ლაბორატორია აქტიური ვულკანური ზონის გულში მდებარეობს, ამიტომ ის ბუნებრივი მიწისძვრის წყაროა“, - თქვა ავინომ. „ვინაიდან თითქმის ყოველდღე ვხვდებით მცირე და საშუალო სიმძლავრის მიწისძვრებს, შეგვიძლია გავზომოთ და მივიღოთ დიდი რაოდენობით მიწისძვრის მონაცემები, რომელთა უწყვეტი ანალიზი შესაძლებელია ფლეგრეის კამპი რეგიონში სეისმური და ვულკანური მოვლენების შესასწავლად“.