اكتشاف الإشارات الزلزالية من الفضاء: اكتشاف ارتباط مثير للاهتمام بين الزلازل والإشعاع الكوني

محمد عبد الكريم يوسف
مدرب ومترجم وباحث
(Mohammad Abdul-karem Yousef)

الحوار المتمدن-العدد: 7653 - 2023 / 6 / 25 - 01:19
المحور: الطب , والعلوم
    

اكتشاف الإشارات الزلزالية من الفضاء:
اكتشاف ارتباط مثير للاهتمام بين الزلازل والإشعاع الكوني


معهد هنريك نيوفودنكزانسكي للفيزياء النووية الأكاديمية البولندية للعلوم 18 تموز 2023

ترجمة محمد عبد الكريم يوسف

في الفضاء ، يمكنك رؤية الزلازل الوشيكة. ليس بالمعنى الحرفي للكلمة ، كما هو الحال في مجموعة الصور أعلاه ، ولكن لا يزال واضحًا - في التغييرات في شدة الأشعة الكونية التي سجلتها المراصد على سطح كوكبنا.
وجد العلماء علاقة إحصائية قوية بين التغيرات في الإشعاع الكوني والنشاط الزلزالي ، مما قد يساعد في التنبؤ بالزلازل. ومع ذلك ، فإن القدرة على التنبؤ بمواقع محددة لا تزال غير واضحة ، وقد أدى الاكتشاف إلى أسئلة مثيرة للاهتمام حول التأثير المحتمل لظواهر مثل تيارات المادة المظلمة.
هناك ارتباط إحصائي واضح بين النشاط الزلزالي العالمي والتغيرات في شدة الإشعاع الكوني المسجل على سطح كوكبنا ، مما قد يساعد في التنبؤ بالزلازل. والمثير للدهشة أنه يعرض تواترا يفلت من التفسير المادي الواضح.
عادة ما تؤدي الزلازل القوية إلى خسائر بشرية كثيرة وخسائر مادية ضخمة. يمكن تقليل حجم المأساة بشكل كبير إذا كانت لدينا القدرة على التنبؤ بوقت ومكان مثل هذه الأحداث الكارثية. يحاول مشروع مرصد الأشعة الكونية الموزع للغاية ، الذي بدأ في عام 2016 من قبل معهد الفيزياء النووية التابع لأكاديمية العلوم البولندية في كراكوف ، التحقق من الفرضية المعروفة سابقًا بأن الزلازل يمكن التنبؤ بها من خلال مراقبة التغيرات في ... الإشعاع الكوني. أظهرت التحليلات الإحصائية وجود علاقة بين الظاهرتين بالفعل ، لكنها تظهر خصائص لم يتوقعها أحد.
إن مشروع مرصد الأشعة الكونية الموزع للغاية هو مرصد افتراضي للأشعة الكونية ، مفتوح للجميع ، يقوم بجمع ومعالجة البيانات ليس فقط من أجهزة الكشف العلمية المتطورة ، ولكن أيضا من عدد كبير من أجهزة الكشف الأصغر ، من بينها مستشعرات سيموس الموجودة في تقود الهواتف الذكية الطريق (لتحويل الهاتف الذكي إلى كاشف للأشعة الكونية ، ما عليك سوى تثبيت تطبيق كاشف مرصد الأشعة الكونية الموزع للغاية المجاني). تتمثل إحدى مهام مرصد الأشعة الكونية الموزع للغاية الرئيسية في مراقبة التغيرات العالمية في تدفق الإشعاع الكوني الثانوي الذي يصل إلى سطح كوكبنا. يتم إنتاج هذا الإشعاع في طبقة الستراتوسفير على الأرض بشكل مكثف ضمن ما يسمى ريجنر بفوتزر ماكس ، حيث تتصادم جسيمات الإشعاع الكوني الأولي مع جزيئات الغاز في الغلاف الجوي لدينا وتبدأ سلسلة من الجسيمات الثانوية.
للوهلة الأولى ، قد تبدو فكرة وجود صلة بين الزلازل والإشعاع الكوني ، في شكله الأساسي الذي يصل إلينا بشكل رئيسي من الشمس والفضاء السحيق ، غريبة. ومع ذلك ، فإن أسسها الفيزيائية منطقية تمامًا "، كما يؤكد الدكتور بيوتر هومولا أكاديمية العلوم البولندية و أسترو سينت كاميك بان ، منسق مرصد الأشعة الكونية الموزع للغاية والمؤلف الأول للمقال الذي يصف الاكتشاف في مجلة فيزياء الغلاف الجوي والشمس الأرضية.
الفكرة الرئيسية هنا هي ملاحظة أن التيارات الدوامة في اللب السائل لكوكبنا مسؤولة عن توليد المجال المغناطيسي للأرض. ينحرف هذا المجال عن مسارات الجسيمات المشحونة للإشعاع الكوني الأولي. وبالتالي ، إذا ارتبطت الزلازل الكبيرة باضطرابات في تدفقات المادة التي تحرك دينامو الأرض ، فإن هذه الاضطرابات ستغير المجال المغناطيسي ، والذي بدوره سيؤثر على مسارات جسيمات الإشعاع الكوني الأولي بطريقة تعتمد على الديناميات. من الاضطرابات داخل كوكبنا. نتيجة لذلك ، يجب أن ترى أجهزة الكشف الأرضية بعض التغييرات في عدد جسيمات الأشعة الكونية الثانوية المكتشفة.
قام فيزيائيو مرصد الأشعة الكونية الموزع للغاية بتحليل بيانات كثافة الأشعة الكونية من محطتين لمشروع قاعدة بيانات مراقب النيترونات (التي تم جمعها خلال نصف القرن الماضي) ومرصد بيير أوجر الذي تم جمعه منذ 2005. تم تحديد اختيار المراصد من خلال حقيقة أنها تقع على جانبي خط الاستواء وتستخدم تقنيات كشف مختلفة. تضمنت التحليلات تغييرات في النشاط الشمسي ، كما هو موضح في قاعدة البيانات التي يحتفظ بها مركز تحليل بيانات التأثيرات الشمسية. تم الحصول على المعلومات الأساسية حول النشاط الزلزالي للأرض بدورها من برنامج المسح الجيولوجي الأمريكي.
أجريت التحليلات باستخدام عدة تقنيات إحصائية. في كل حالة ، خلال الفترة المدروسة ، ظهر ارتباط واضح بين التغيرات في شدة الإشعاع الكوني الثانوي والقدار الإجمالي لجميع الزلازل ذات المقادير الأكبر من أو تساوي 4. والأهم من ذلك ، أن هذا الارتباط يصبح واضحًا فقط عندما تظهر بيانات الأشعة الكونية 15 يومًا إلى الأمام بالنسبة إلى البيانات الزلزالية. هذه أخبار جيدة ، لأنها تشير إلى إمكانية اكتشاف الزلازل القادمة في وقت مبكر.
لسوء الحظ ، ليس من الواضح من التحليلات ما إذا كان من الممكن تحديد مواقع الكوارث. لا تظهر الارتباطات بين التغيرات في شدة الأشعة الكونية والزلازل في التحليلات الخاصة بالموقع. تظهر فقط عندما يتم أخذ النشاط الزلزالي في الاعتبار على نطاق عالمي. قد تعني هذه الحقيقة أنه في التغييرات في شدة الأشعة الكونية يمكن للمرء أن يرى ظاهرة يتعرض لها كوكبنا ككل.
"في العالم العلمي ، من المقبول أن يقال إن الاكتشاف قد تم عندما يصل مستوى الثقة الإحصائية للبيانات المؤيدة إلى خمسة سيجما ، أو الانحرافات المعيارية. بالنسبة للارتباط المرصود ، حصلنا على أكثر من ستة سيجما ، مما يعني أن فرصة أقل من واحد في المليار لأن الارتباط يرجع إلى الصدفة. لذلك ، لدينا أساس إحصائي جيد جدا للادعاء بأننا اكتشفنا ظاهرة موجودة بالفعل. السؤال الوحيد هو ، هل هو حقا السؤال الذي كنا نتوقعه؟ " يتساءل الدكتور هومولا.
في الواقع ، اتضح أن الطبيعة العالمية للظاهرة المرصودة والتقدم لمدة 15 يوما في النشاط الزلزالي الواضح في الإشعاع الكوني ليسا الألغاز المثيرة الوحيدة المرتبطة بالاكتشاف. المفاجأة الكبرى هي تواتر الارتباط على نطاق واسع - وهي ظاهرة لم يتوقعها أحد. ثم تظهر التحليلات أن الحد الأقصى للارتباط يحدث كل 10-11 سنة ، وهي فترة مماثلة لدورة النشاط الشمسي. ومع ذلك ، فإنه لا يتطابق على الإطلاق مع أقصى نشاط لنجمنا!
علاوة على ذلك ، هناك فترات دورية شائعة أخرى ذات طبيعة غير معروفة في كل من الأشعة الكونية والبيانات الزلزالية. تشمل الأمثلة التغييرات الدورية في النشاط الزلزالي وشدة الإشعاع الكوني الثانوي على مدار دورة تقابل اليوم النجمي للأرض (تساوي 24 ساعة ناقص ~ 236 ثانية). هل يمكن إذن أن تكون الارتباطات الكونية الزلزالية ناتجة عن عامل يصل إلينا من خارج النظام الشمسي ، قادرا على إنتاج تأثيرات إشعاعية وزلزالية في وقت واحد؟ فقط ما هي الظاهرة الفيزيائية التقليدية التي يمكن أن تفسر نوعيا الارتباطات الظاهرة؟
يثير عدم وجود تفسيرات كلاسيكية للفترات الدورية المرصودة النظر في الدور المحتمل لظواهر أخرى أقل تقليدية. قد يكون أحد هذه العوامل هو مرور الأرض عبر تيار مادة مظلمة يتم تعديله بواسطة الشمس والأجسام الضخمة الأخرى في نظامنا الكوكبي. الأرض ، بحقلها المغناطيسي الكبير ، هي كاشف للجسيمات شديد الحساسية ، أكبر بكثير من الكاشفات التي صنعها الإنسان. لذلك من المعقول السماح بإمكانية الاستجابة لظواهر غير مرئية لأجهزة القياس الحالية.
"بغض النظر عن مصدر الفترات الدورية المرصودة ، فإن أهم شيء في هذه المرحلة من البحث هو أننا أظهرنا صلة بين الإشعاع الكوني المسجل على سطح كوكبنا وزلزاليته - وإذا كان هناك أي شيء يمكننا أن نكون من المؤكد أن ملاحظتنا تشير إلى فرص بحث جديدة ومثيرة تمامًا "، يختتم الدكتور هومولا.
المرجع:
"مراقبة الارتباطات الأولية واسعة النطاق بين الأشعة الكونية والزلازل مع دورية مماثلة للدورة الشمسية" بقلم P. Homola ، V. Marchenko ، A. Napolitano ، R. Damian ، R. Guzik ، D. Alvarez-Castillo ، S. Stuglik، O. Ruimi، O. Skorenok، J. Zamora-Saa، JM Vaquero، T. Wibig، M. Knap، K. Dziadkowiec، M. Karpiel، O. Sushchov، JW Mietelski، K. Gorzkiewicz، N. Zabari ، K. Almeida Cheminant ، B. Idźkowski ، T. Bulik ، G. Bhatta ، N. Budnev ، R. Kamiński ، MV Medvedev ، K. Kozak ، O. Bar ، Ł. Bibrzycki، M. Bielewicz، M. Frontczak، P. Kovács، B. Łozowski، J. Miszczyk، M. Niedźwiecki، L. del Peral، M. Piekarczyk، MD Rodriguez Frias، K. Rzecki، K. Smelcerz، T. ، J. Stasielak and AA Tursunov، 13 April 2023، Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics .
DOI: 10.1016 / j.jastp.2023.106068

#محمد_عبد_الكريم_يوسف (هاشتاغ)       Mohammad_Abdul-karem_Yousef#          

---

اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار مع الكاتب البحريني هشام عقيل حول الفكر الماركسي والتحديات التي يواجهها اليوم، اجرت الحوار: سوزان امين	حوار مع الكاتبة السودانية شادية عبد المنعم حول الصراع المسلح في السودان وتاثيراته على حياة الجماهير، اجرت الحوار: بيان بدل

كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على:

الفيسبوك

التويتر

اليوتيوب

RSS

الانستغرام

لينكدإن

تيلكرام

بنترست

تمبلر

بلوكر

فليبورد

الموبايل

كيفية إشراك-إيصال مواضيعكم أو مواضيع تهمكم  إلى اكبر عدد ممكن من القراء والقارئات