Balonul meteorologic plutea deasupra Oceanul Pacific când a detectat primele unde sonore. Timp de 11 secunde, un dispozitiv minuscul, poziționat sub balonul mare și transparent a înregistrat fluctuații bruște și sacadate ale presiunii aerului: ecourile unui cutremur aflat la mai mult de 2.800 de kilometri distanță.
Acel instrument științific a fost unul dintre cele patru care pluteau deasupra Arhipelagului Malay în data de 14 decembrie 2021. În ziua aceea, cvartetul a devenit prima rețea de dispozitive care monitorizează un cutremur, detectat din aer, au raportat cercetătorii în jurnalul Geophysical Research Letters.
Descoperirea ar putea ajuta oamenii de știință să urmărească cutremurele din zonele îndepărtate de pe Pământ și, de asemenea, oferă o viitoare oportunitate de a trimite baloane special echipate pentru a studia geologia altor planete, inclusiv a celui mai apropiat vecin planetar al nostru.
„Venus este planeta soră a Pământului, dar este sora geamănă mai rea. Nu știm de ce cele două planete sunt atât de diferite. De aceea avem nevoie de măsurători”, a declarat David Mimoun, un om de știință planetar în cadrul Universității din Toulouse, Franța.
Ideea de a folosi baloane pentru a studia zgomotele îndepărtate de pe Pământ își are rădăcinile în Războiul Rece. În perioada anilor 1940, armata SUA a lansat un proiect extrem de secret pentru a spiona testarea armelor nucleare sovietice folosind microfoane atașate baloanelor care plutesc în atmosferă. Când pământul se cutremură, acesta eliberează unde sonore de joasă frecvență care pot călători pe distanțe lungi în atmosferă. Armata plănuia să folosească microfoanele pentru a capta sunetul cutremurului de pe pământ în urma unei explozii nucleare.Proiectul a fost considerat în cele din urmă prea scump și a fost abandonat – deși nu înainte ca unul dintre baloane să se prăbușească în New Mexico, lansând conspirația Roswell.
Timp de decenii după acest eveniment, știința baloanelor a rămas în cea mai mare parte în domeniul meteorologiei. La începutul anilor 2000, Mimoun și colegii săi au început să experimenteze utilizarea baloanelor pentru explorarea spațiului, în special pentru studiul cutremurelor extraterestre.
Analiza cutremurelor este una dintre principalele modalități prin care oamenii de știință pot afla informații despre interiorul unei planete. În cazul planetelor cu atmosfere subțiri, cum ar fi Marte sau Luna Pământului, informațiile despre interiorul lor presupun, în general, trimiterea unui lander la suprafață și măsurarea cutremurelor direct pe sol.
Dar această tehnică convențională nu ar funcționa pe Venus. Atmosfera densă înseamnă că suprafața planetei are aproximativ aceeași presiune ca și oceanul adânc al Pământului, cu temperaturi medii în jur de 450 ° Celsius – suficient de fierbinte pentru a topi plumbul.
Pe suprafața planetei Venus au mai fost trimise sonde, dar după doar câteva ore au cedat din cauza căldurii și presiunii extreme. Șansele de a măsura un cutremur în acel interval de timp scurt sunt mici, spune Siddharth Krishnamoorthy, un tehnolog de cercetare la Laboratorul de Propulsie cu Reacție al NASA din Pasadena, California, care nu a fost implicat în studiu. În timp ce imaginile radar ale planetei Venus au dezvăluit o lume presărată cu vulcani, oamenii de știință încă nu știu sigur dacă Venus este activă geologic.
Oamenii de știință au experimentat anterior ideea de a detecta cutremure pe Venus folosind orbitere Dar baloanele de detectare a cutremurelor au o rezoluție mai bună, spune Mimoun, ceea ce înseamnă că ar putea oferi cheia dezvăluirii vieții interioare a planetei. Dar mai întâi, Mimoun și colegii săi au trebuit să demonstreze că ar putea proiecta dispozitive suficient de mici pentru a fi transportate de baloane, dar suficient de sensibile pentru a detecta cutremurele.
În anul 2021, echipa de cercetători a atașat micro-barometre la 16 baloane lansate din Insulele Seychelles, în largul coastei Africii de Est. În decembrie, patru baloane s-au îndepărtat la mii de kilometri unul de celălalt și au înregistrat unde sonore similare, de joasă frecvență. Aceste modificări ale presiunii aerului semănau cu citirile de la sol ale unui cutremur cu magnitudinea de 7,3 în apropiere de insula indoneziană Flores, ceea ce indică faptul că undele sonore au fost produse de cutremur. Cercetătorii au reușit să folosească modificările presiunii aerului pentru a identifica epicentrul cutremurului și pentru a calcula magnitudinea acestuia.
„Acesta este un pas uriaș înainte în demonstrarea utilității acestei tehnologii”, spune Paul Byrne, un om de știință planetar la Universitatea Washington din St. Louis, care nu a fost implicat în studiu.
Chiar și fără a fi capabile să detecteze cutremure, baloanele, dacă sunt concepute pentru a supraviețui în atmosfera venusiană, ar putea fi capabile să detecteze modificări ale presiunii atmosferice care dezvăluie indicii despre erupțiile vulcanice ale planetei, spune Byrne.
Venus intră într-o renaștere a interesului agențiilor spațiale. Cel puțin două misiuni NASA pentru a vizita planeta sunt planificate pentru sfârșitul acestui deceniu. Mimoun speră că baloanele de detectare a cutremurelor vor apărea în următoarea misiune majoră, subliniind că datele lor ar putea ajuta cercetătorii să înțeleagă de ce Pământul și Venus – similare ca dimensiune și distanță față de Soare, în raport cu celelalte planete – au urmat căi atât de diferite.