تشخیص دمای اقیانوس با اندازه‌گیری سرعت امواج صوتی عبوری

گروهی از محققان موسسه فناوری کالیفرنیا(کلتک-Caltech) و آکادمی علوم چین روشی را برای شناسایی تغییرات دمای اقیانوس‌ها با اندازه گیری امواج صوتی تولید شده در زلزله‌هایی که زیر آب رخ می‌دهند، ایجاد کرده‌اند.

این گروه در مقاله خود که در مجله "ساینس"(Science) منتشر شده است، نحوه کار سامانه خود و چگونگی عملکرد آن در هنگام آزمایش را بیان کرده‌اند.

با گرم شدن سیاره زمین به دلیل گرمایش جهانی، دانشمندان به مطالعه تأثیرات آن ادامه می‌دهند. یکی از این زمینه‌های تحقیقاتی شامل اقیانوس‌ها است. برخی از مدل‌ها نشان داده‌اند که اقیانوس‌های جهان تقریباً ۹۰ درصد گرمای اضافی تولید شده در اثر گازهای گلخانه‌ای را جذب می‌کنند. متأسفانه از آنجا که اقیانوس‌ها بسیار گسترده هستند و به دلیل تعداد متغیرهای درگیر، دانشمندان نمی‌دانند که در کل اقیانوس چه مقدار گرم‌تر شده است.

در دهه ۷۰ میلادی، تیمی از موسسه "Scripps of Oceanography" ایده ارسال امواج صوتی از میان آب را برای اندازه گیری میزان دمای آن با استفاده از تکنیکی که آنها "توموگرافی صوتی اقیانوس" نامیدند، ارائه دادند. این ایده بر این اساس بود که آب گرم، امواج صوتی را سریع‌تر از آب خنک‌تر منتقل می‌کند. در آن زمان اشاره شد که می‌توان از این روش برای اندازه گیری گرما در اقیانوس از کف دریا تا سطح آن استفاده کرد.

اما این ایده زمانی ملغی شد که دوستداران محیط زیست اظهار داشتند که ارسال امواج صوتی از اقیانوس می‌تواند به زندگی دریایی آسیب برساند. دانشمندان دریایی در سال‌های اخیر ناوگانی متشکل از چهار هزار حسگر دما را در اقیانوس‌های سرتاسر کره زمین مستقر کرده‌اند، اما آنها فقط قادر به جمع آوری داده‌های دمایی تا عمق ۲۰۰۰ متری هستند.

محققان در این تلاش جدید به سراغ ایده استفاده از توموگرافی صوتی رفته‌اند، اما به جای تولید امواج صوتی، از نویزهایی استفاده می‌کنند که به طور طبیعی و در اثر زلزله ایجاد می‌شود تا به زندگی آبزیان و موجودات دریا آسیبی وارد نشود و دچار اختلال نشود.

محققان برای عملی شدن ایده باید منبع پایداری از امواج صوتی ناشی از زلزله را می‌یافتند. همین امر باعث شد آنها از آنچه به عنوان "تکرار کننده‌ها"(repeaters) شناخته می‌شوند، استفاده کنند که به زمین لرزه‌هایی گفته می‌شود که به طور منظم در یک مکان و با یک سطح انرژی اتفاق می‌افتند.

محققان پس از شناسایی دو هزار "تکرار کننده" از این دست که طی سال‌های ۲۰۰۵ تا ۲۰۱۶ اتفاق افتاده بود و ضبط شده بود، تغییرات حاصل در مدت زمان حرکت امواج صوتی از مکانی در اندونزی به ایستگاه استقرار حسگرها در جزیره "دیگو گارسیا" را اندازه‌گیری کردند. آنها با مشاهده داده‌های حاصل دریافتند که درجه حرارت آب به طور متوسط ۰.۰۴۴ درجه سانتی‌گراد در هر دهه افزایش یافته است. عددی که بسیار نزدیک به آنچه حسگرهای دمایی شناور نشان داده بودند، بود.

منبع: ایسنا-فیز

24