Metóda vedcov z Univerzity Karlovej umožňuje pomocou nameraného gravitačného poľa odhadnúť horizontálnu polohu a hĺbku štruktúry pod zemou.
Ilustračný obrázok. Zdroj: Wikimedia Commons
Kurosh Karimi a Günther Kletetschka z Ústavu hydrogeológie, inžinierskej geológie a užitej geofyziky Prírodovedeckej fakulty Univerzity Karlovej opísali novú metódu lokalizácie telesa ukrytého pod povrchom. Nová metóda umožňuje odhadnúť polohu a najmä hĺbku telesa. Štúdia venovaná novej metóde bola publikovaná v časopise Scientific Reports.
Všetko v zemskej kôre má svoju špecifickú hustotu. Napríklad dve približne rovnako veľké štruktúry môžu mať veľmi rozdielnu hustotu, budú sa teda líšiť hmotnosťou. Príkladom tohto princípu sú sopečné intrúzie, ktoré pochádzajú z väčších hĺbok, a preto obsahujú ťažšie materiály (železo a ďalšie prvky s väčšou hustotou) než ich okolie.
Gravitačné pole ako ukazovateľ
Namerané hodnoty, ktoré získame meraním gravitačného poľa z lietadla alebo z družíc, ktoré rotujú okolo planét, úzko súvisia s hustotou podzemných štruktúr. Ak sa tam napríklad nachádza štruktúra, ktorá je ťažšia ako ostatný materiál v jej okolí, gravitačné pole nad touto štruktúrou stúpa. Gravitačné pole nám tak môže ukázať, kde sa pod povrchom skrývajú podobné štruktúry.
Dva finálne modely
Štruktúry pod zemou však nemajú jasne danú štruktúru a tvar, ale sú anomálne. Autori článku preto zvažovali niekoľko modelov pomocou aproximácie na hranoly a dospeli k dvom finálnym modelom.
„Prvý z nich možno aplikovať na celý rad tvarov od tenkého pozdĺžneho telesa, napríklad na múr ukrytý pod zemou alebo na guľovitú sopečnú intrúziu (diapir). Druhý model zvažuje rad tvarov od tenkého pozdĺžneho telesa až po horizontálne rozsiahle tabuľové teleso. V prípade múru má teleso kľúčové rozmery prevažne v jednom smere, rozmer v druhom smere je takmer zanedbateľný. Tieto štruktúry nazývame 2D. Guľovité štruktúry a tabuľové telesá nazývame 3D,“ vysvetlil autor štúdie Kurosh Karimi.
Pozrite si
Prístup pre štruktúry na rozmedzí 2D a 3D
Podľa Karimiho inovatívny aspekt tejto práce spočíva v tom, že predstavuje „prístup pre štruktúry, ktoré prechádzajú medzi výhradne 2D a výhradne 3D stavmi“. Pre použitie vzorcov uvedených v štúdii musia vedci zvoliť vhodný model na základe svojho uváženia týkajúceho sa tvaru skúmanej štruktúry.
Z nameraného gravitačného poľa, gradientu gravitačného poľa a ukazovateľa dimenzionality (meradla, ktoré nám hovorí, ako podzemné teleso vyzerá, či ide o tenkú pretiahnutú štruktúru, štruktúru podobnú guli, alebo o tabuľovú štruktúru) možno odhadnúť horizontálnu polohu a hĺbku štruktúry pod zemou.
Využitie v geoinžinierstve
Tieto modely sa dajú použiť v akomkoľvek meradle, od planetárneho meradla až po mikromeradlo. „V štúdii sme napríklad vypočítali pravdepodobnú podobu podzemných štruktúr na Mesiaci na ploche s rozlohou stredného až veľkého štátu. Na druhej strane v aplikovanom geoinžinierstve možno tieto modely využiť aj na veľmi malom území – môžu napríklad pomôcť nájsť polohu a hĺbku diery v zemi pod budovou alebo ulicou,“ vysvetlil význam štúdie Kurosh Karimi.
Zdroj: Prírodovedecká fakulta Univerzity Karlovej
(zh)
