Un pallone sospeso sopra le montagne, in attesa che le onde di infrasuoni generate da un terremoto colpiscano. Qui, quelle onde sono approssimativamente visualizzate dai punti grigi. Credito:CNES/Raphael Garcia.
Un nuovo studio nelle Lettere di ricerca geofisica dell'AGU rapporti sul primo rilevamento di un grande terremoto distante in una rete di sensori di pressione legati a palloncini nella stratosfera. La tecnica potrebbe un giorno essere applicata su Venere, la cui atmosfera calda, densa e corrosiva limita la nostra capacità di percepire i terremoti di Venere dalla superficie del pianeta. I palloncini potrebbero essere usati anche sulla Terra in luoghi difficili da raggiungere.
Il monitoraggio dell'attività sismica su altri pianeti è fondamentale per conoscere le loro strutture interne, ma a differenza della Terra, gli scienziati planetari non possono fare affidamento su una rete globale di sensori a terra. Invece, si rivolgono all'atmosfera.
Quando un terremoto colpisce, il terreno vibrante invia infrasuoni in alto nell'atmosfera, dove i palloncini e i loro strumenti sono in attesa. I palloncini galleggiano attraverso la stratosfera per diversi mesi dopo il lancio, seguendo passivamente i modelli atmosferici ad alta quota. Con un diametro di circa 11 metri e 30 chilogrammi (66 libbre), i palloncini possono supportare fino a quattro strumenti.
La sismologia è relativamente nuova nella stratosfera; i palloncini sono usati principalmente per la scienza dell'atmosfera. Ricerche precedenti hanno confermato che questi sensori basati su palloncini possono rilevare piccoli terremoti locali, ma fino ad ora una rete multi-pallone non aveva ancora rilevato grandi terremoti a grande distanza.
Il 14 dicembre 2021 un terremoto di magnitudo 7,3 ha colpito il mare di Flores, in Indonesia. Entro 10 minuti, quattro dei palloni Strateole-2 di IASE entro un raggio di 3.000 chilometri (1860 miglia) hanno rilevato l'infrasuoni risultante, ad altitudini fino a 20 chilometri (12 miglia). Da quei dati del sensore, il team di ricerca di Garcia è stato in grado di calcolare a ritroso con precisione la magnitudo del terremoto e molti altri parametri chiave sia sul terremoto che sulla struttura planetaria. Sono stati persino in grado di tracciare la dispersione dell'onda sismica sulla superficie con la loro rete.
"Siamo molto, molto felici perché non è stato solo un singolo pallone a rilevare il terremoto, ma è stato rilevato su più palloncini", afferma Raphael Garcia, autore principale del nuovo studio e scienziato planetario presso l'Institut Supérieur de l'Aéronatique et de l'Espace dell'Università di Tolosa.
Lo studio è un importante proof-of-concept per l'applicazione di questa tecnica di monitoraggio sismico su Venere. Sebbene i palloncini siano stati testati solo nell'atmosfera terrestre, Garcia e i suoi colleghi ritengono che funzioneranno anche nell'atmosfera ricca di anidride carbonica di Venere.
Vivace Venere
Nel 2021, gli scienziati che studiano Venere hanno iniziato a riferirsi ai prossimi dieci anni come "il decennio di Venere", poiché tre missioni sul pianeta sono state accettate per l'inizio degli anni '30. Venere, il "pianeta gemello" della Terra, intriga gli scienziati planetari con la sua struttura interna sconosciuta e le interazioni a lungo termine poco conosciute tra la tettonica e l'atmosfera che si sono concluse con un mondo così abitabile rispetto alla Terra vicina. "La storia del nostro interesse per Venere è che non sappiamo nulla del suo interno", dice Garcia. "Non sappiamo come sia fatto all'interno, e sulla Terra, la sismologia è uno dei migliori strumenti per capirlo."
Nell'ambito del decennio di Venere, diversi team stanno lavorando al monitoraggio sismico basato su palloncini, ma il nuovo studio è il primo a catturare con successo grandi terremoti naturali con più palloncini, afferma Garcia.
"La ricerca per rilevare un grande terremoto su palloni stratosferici è un po' competitiva", dice. "Ma è una bella competizione, perché alla fine stiamo lavorando per dimostrare lo stesso concetto". Tuttavia, è contento che la loro squadra abbia ottenuto questo risultato. La proposta per il monitoraggio sismico basato su mongolfiera su Venere, denominata Phantom, sarà sottoposta alle missioni New Frontiers NASA in collaborazione con JPL-NASA e North Carolina State University.
Il successo della rete evidenzia anche il potenziale del monitoraggio sismico basato su mongolfiera per integrare le aree difficili da monitorare con una rete terrestre, come il fondale marino. I palloncini potrebbero anche essere utilizzati come strumento di risposta rapida per il monitoraggio delle scosse di assestamento. + Esplora ulteriormente
