×
Атомные часы могут быть использованы для наблюдения за вулканами и прогнозирования извержений

Если вы когда-либо были в Йеллоустонском национальном парке в штате Вайоминг, США, то, возможно, уже знаете о двух вещах: там красиво и там находится активный Супервулкан. Когда он начнет извергаться, Землю постигнет катастрофа, сравнимая с вымиранием динозавров, когда на Землю прилетел метеорит.

 

Чтобы Супервулкан не застал людей врасплох, ученые из команды Университета Цюриха разработали определение всей вулканической активности, используя атомные часы.

 

Атомные часы – это наиболее точный хронометр в истории человечества, когда-либо построенный. Они имеют погрешность менее чем в 1 секунду за… 10 миллиардов лет. Это делает их чрезвычайно полезными для всех видов наблюдений. Они используются в астрономии, физике, вычислительной технике и навигации, но геология (и ее раздел вулканология) пока их не замечала. Ровно до того момента, пока факультет физики из Университета Цюриха не придумал способ, как можно использовать атомные часы в вулканической активности.

 

Метод основан на общей теории относительности Эйнштейна, которая говорит, что время течет с разной скоростью в разных обстоятельствах. Наиболее известным примером является космический корабль, путешествующий от Земли со скоростью света. Предположим, на борту корабля полетел только что рожденный близнец, а другой остался на планете. Когда такой корабль вернется на Землю, тому, что остался на планете, будет 20 лет, а тому, что улетел, будет только несколько месяцев.


Тот же эффект может быть получен под действием силы тяжести. На планете на нас действует гравитация. На Международной космической станции (МКС) ее нет, в том числе и потому, что время замедляется для них. Именно поэтому станция используется для экспериментов с теорией относительности, и существует шутка, что космонавты, астронавты и тайконавты больше получают, потому что для них проходит больше времени, чем для их коллег на Земле.

 

Этот релятивистский эффект и использует команда из Цюриха для изучения вулканов. Когда приближается извержение вулкана, камеры под ним заполняются расплавленной магмой. Это увеличивает локальную массу и, следовательно, локальные тяжести. Атомные часы, расположенные в непосредственной близости от вулкана, обнаруживают это изменение, потому что увеличенная масса замедляет на них время. Это воздействие и приводит к точным прогнозам относительно предстоящего извержения.

 

Команда из Цюриха говорит, что этот метод уже используется, но он зависит от спутниковых GPS-сигналов. Тем не менее они опираются на гораздо менее точные часы, так что измерения могут занять несколько месяцев, в то время как атомные часы могут сделать ту же работу в течение нескольких часов.

 

Кроме того, атомные часы по тому же методу могут отслеживать движение литосферных плит и приливы с отливами. Так что разработка ученых может стать системой раннего предупреждения для человечества.

 

Результаты исследования были опубликованы в Geophysical Journal International.

 

Автор: Степан Мазур

 

Оригинал фото: gizmag