Particulele subatomice care cad din cer scot la iveală secretele ascunse ale vulcanilor

Muonii sunt peste tot. Fără să știți, câteva sute dintre ei vă lovesc capul în fiecare secundă.

Aceste particule subatomice – generate atunci când razele cosmice pătrund în atmosfera Pământului – sunt inofensive și se descompun rapid în grupuri de particule mai ușoare.

Particulele penetrează obiectele la fel ca razele X, ceea ce le face utile oamenilor de știință, care au folosit muoni pentru a descoperi o cameră ascunsă în Marea Piramidă din Egipt în urmă cu patru ani.

Oamenii de știință folosesc, de asemenea, muoni fantomatici pentru a cartografia structura internă a vulcanilor, ceea ce ar putea ajuta într-o zi la prezicerea erupțiilor periculoase, potrivit unui articol publicat săptămâna trecută în Proceedings of the Royal Society.

Pentru a crea aceste hărți, oamenii de știință măsoară cât de eficient trec particulele prin magma care curge prin cavernele, camerele și pasajele stâncoase din vulcani, apoi folosesc aceste informații pentru a crea planuri geologice, potrivit lui Giovanni Leone, geofizician la Universitatea din Atacama, Chile, și autorul principal al studiului.

Tehnica, cunoscută sub numele de muografie, ar putea fi într-o bună zi „sistemul suprem de detectare a magmei”, a declarat Leone pentru New York Times, adăugând că tehnica permite urmărirea mișcărilor magmei care pot preceda o erupție.

Radiografierea interiorului unui vulcan

Muonii sunt ca niște electroni grași și rapizi: Ei au o sarcină negativă, dar sunt de 207 ori mai grei decât electronii, călătorind cu o viteză apropiată de cea a luminii. Această greutate și viteză permite particulelor să pătrundă în materiale dense, cum ar fi rocile vulcanice. Cu cât obiectul este mai dens, cu atât mai repede își pierd viteza și se dezintegrează muonii.

Mulți muoni pot lovi partea laterală a unui vulcan și pot trece direct prin el. Dar dacă vulcanul este suficient de dens – de exemplu, pentru că un pasaj este umplut cu magmă – un muon nu va reuși să iasă pe cealaltă parte a vulcanului.

Pentru a identifica muonii care au supraviețuit călătoriei, oamenii de știință au montat detectoare de muoni pe flancurile unui vulcan. Aceste detectoare creează o imagine a măruntaielor vulcanului prin captarea muonilor curajoși care nu s-au descompus în timpul trecerii prin vulcan și prin observarea golurilor în care muonii nu au supraviețuit intacți.

Unii cercetători realizează această cartografiere din aer, poziționând detectoarele de muoni în interiorul unor elicoptere și zburând în apropierea flancurilor vulcanului.

Gândiți-vă că este ca și cum v-ați face radiografii la picior. În timpul unei radiografii, radiațiile trec prin picior și sunt captate de o cameră. Dacă radiațiile trec nestingherite, imaginea apare neagră.

Dar, deoarece oasele piciorului absorb o parte din razele X pe măsură ce trec, mai puține radiații ajung la cameră, ceea ce înseamnă că oasele apar mai deschise în imagine.

În muografia vulcanică, oamenii de știință caută același contrast: Muonii care trec complet aruncă umbre întunecate pe detectorul de muoni. Dar atunci când muonii lovesc părți dense ale vulcanului și se dezintegrează mai repede, ei lasă siluete mai deschise. Pe scurt, cu cât obiectul este mai dens, cu atât silueta este mai deschisă. 

FermilabScientistsWithMuonDetector
Two scientists at the Fermilab in Batavia, Illinois, working on a muon detector. (Reidar Hahn/Fermilab)

Cu cât mai multe detectoare de muoni înconjoară un vulcan – unele pot fi aproape la fel de mari ca un teren de tenis – cu atât imaginea este mai bună.

Un singur detector produce o imagine 2D, potrivit lui David Mahon, cercetător în muografie la Universitatea din Glasgow, care nu a fost implicat în acest studiu.

„Prin utilizarea mai multor detectoare poziționate în jurul obiectului, este posibil să se construiască o imagine 3D brută”, a declarat acesta pentru The New York Times.

Muonii ar putea ajuta la prezicerea erupțiilor vulcanice

Cercetătorii au folosit muoni pentru a arunca o privire în interiorul vulcanilor japonezi Sakurajima și Mount Asama, precum și în interiorul a trei vulcani din Italia – inclusiv Vezuviu – și a unui vulcan din Caraibe, în Guadelupa.

Pe lângă faptul că îi ajută pe oamenii de știință să cartografieze interiorul vulcanilor, noul articol sugerează că muografia ar putea fi folosită pentru a identifica rezervoarele de magmă din interiorul vulcanilor care sunt pregătiți să erupă și pentru a urmări mișcarea magmei în timp real.

Erupțiile sunt deseori precedate de magma care se ridică spre vârful vulcanului, iar utilizarea muonilor pentru a detecta fluxul de magmă în acea zonă de vârf ar putea ajuta oamenii de știință să detecteze erupțiile iminente, permițând oamenilor să evacueze în siguranță înainte de erupție.

„Cunoașterea acestor aspecte cât mai devreme posibil cumpără timp extrem de important pentru cei responsabili de protocoalele locale de alarmă și evacuare”, au scris autorii studiului, adăugând: „Prevederea erupțiilor vulcanice violente este Sfântul Graal pentru vulcanologia aplicată”.

Sursa

Vulcanii din jurul lumii incep sa erupa dupa cutremurul din Japonia

Unul dintre cei mai activi vulcani din Indonezia, Karangetang, a erupt vineri, aruncând lavă şi gaze mistuitoare, anunţă agenţia Sofia News.

Unul dintre cei mai activi vulcani din Indonezia, Muntele Karangetang, a erupt pe 11 martie / FOTO: http://www.irishweatheronline.com

Potrivit Washington Post, autorităţile evacuează rezidenţii care locuiesc în apropierea Muntelui Karangetang. Până în prezent nu au fost raportate victime.

Muntele care atinge 1.784 de metri se află în Siau, parte a lanţului insular Sulawesi. Ultima erupţie a avut loc în august când patru persoane au fost ucise. Erupţia a avut loc la câteva ore după devastatorul cutremur cu magnitudine 8.9 care a afectat Japonia şi care a produs un tsunami de 10 metri.

În noiembrie 2010, cel mai periculos vulcan din Indonezia, Merapi, a erupt provocând moartea a peste 58 de oameni şi rănind alte zeci de persoane.

 

 

%d blogeri au apreciat: