Ka taustmüra on signaal – seismoloogilistel mõõtmistel on palju võimalikke rakendusi


Ka taustmüra on signaal – seismoloogilistel mõõtmistel on palju võimalikke rakendusi
(Foto: Pixabay / Tumisu)

Peale selle, et täheldada maavärinaid ja lõhkamisi, on modernne seismoloogia osutunud tõhusaks ja mitmekülgseks „luurevahendiks” – seda isegi valdkondades, millega kohemaid ei arvaks olevat seismoloogiaga mingisugust seost.

Tänu tehnoloogia arengule on seismoloogias viimastel aastakümnetel tehtud olulisi edusamme. Seda on võimaldanud seadmete järjest parem tundlikkus ja digitaalne andmetöötlus.

Kunagisest mõistatuslikete signaalide paberile registreerimisest on jõutud nende tekkepõhjuste üksikasjalike tõlgendusteni. Üks näide on uuringud selgitamaks, mis paneb meie maakera 26-sekundilise perioodiga võnkuma.

Lainekujul andmete mõõtmiste ja vastuvõtmise eesmärk on kätte saada signaalid ehk neid taustfooni arvelt võimalikult palju võimendada. Näiteks raadiot kuulates tahame, et meie kõrvu jõuaksid muusikahelid, mitte häiriv korrapäratu sahin.

Nii on ka seismoloogias klassikaline lähenemine, et signaale võimendatakse ja taustmüra püütakse välja filtreerida. Viimasel ajal on aga teadvustatud üha rohkem müra kasutuskõlbulikkust informatsioonikandjana. See on käivitanud väga paeluvaid uuringuvaldkondi, olgu müra siis looduse või inimese poolt tekitatud.

Suure rahvusvahelise tähelepanu osaks sai Belgia kuningliku observatooriumi eestvedamisel mitmes riigis läbiviidud uuring COVID-19-pandeemia mõjust seismilistele mõõtmistele.

Seotud lood:

Igasugune inimtegevus tekitabki maavõnkeid, mida tundlikud seismomeetrid salvestavad. Näiteks nädalapäeva saab kontrollida nii seismogrammilt kui ka kalendrist: nädalalõpuhommikul inimesed pigem lõõgastuvad kodus, kui istuvad autoroolis. Nii registreerivadki seismojaamad liiklusest tingitud taustmüra nädalalõpul oluliselt vaoshoitumana kui argipäevadel.

Kui tänavu kevadel pandeemia tõttu riike üksteise järel „lukustati”, kajastus majanduselu hääbumine ilmekalt seismogrammidel müra vaibumisena ning hiljem oli märgata ka ühiskonna elavnemist.

Huvitaval kombel annab taustmüra korrapäratus väärt eelise selle kasutamiseks signaalina. Näiteks viisid Cambridge’i ülikooli teadlased läbi Islandi maakoore siseehituse uuringu, kus mõõtsid taustfooni taset paljudes asukohades üle terve saare.

Kui uuringuala maapõue siseehitus oleks ühtlane, oleks müra mõõtmised igal pool ühesugused. Selle asemel avastasid nad müras asukohast sõltuvaid hälbeid, mille tekkepõhjusena seletasid näiteks ülessulanud kivimi olemasolu mõnede vulkaanide sisemuses.

Aktiivsetele vulkaanidele omane mürataoline signaal on kauakestev madala sagedusega võnkumine. Mõnel vulkaanil võib sellist vibratsiooni esineda ajal, kui see valmistub ette purskamiseks. Sellisel juhul on hea seireviis jälgida võnkumise sagedust ja amplituudi, mille muutumised võivad tähendada purske algamist.

Lõuna-Islandil asuv vulkaan Hekla on kurikuulus selle poolest, et see hakkab tegutsema väga järsult nii, et esimesed hoiatavad nähtused leiavad aset kõigest paar tundi varem. Hekla purske tuhapilv võib jõuda 10 kilomeetri kõrguseni kõigest 10 minutiga.

Hekla puhul on vulkaanilise vibratsiooni ilmumine seismogrammidele märk, et purse on alanud. See on väga väärtuslik informatsioon näiteks selleks, et lennuliiklus kohemaid teisale suunata – seda enam kui ilmaolud ja nähtavus on halvad.

Itaalia teadlaste värske uuring näitlikustab, kuidas seismoloogia võib pakkuda kasulikke infokilde õnnetuste uurimisel. Kesk-Itaalias Abruzzo mägedes sündis 2017. aastal lumelaviin, mis nõudis traagiliselt ohvreid, hävitades ühe mägihotelli. Õnnetusjuhtumi rekonstrueerimist hõlbustas see, et lähipiirkonnas tehtud seismiliste mõõtmiste abil määrati suure täpsusega laviini toimumisaeg.

Seismoloogia rakendamisel on piiranguks vaid kujutlusvõime. Põnevamgi on aga see, et kaasa võib lüüa igaüks, kes soovib. Kasvav valdkond on „kodanikuseismoloogia”, mille raames võivad seismilisi andmeid koguda ja edastada näiteks koolid või hobiseismoloogid, kasutades mobiiliäppe või odavaid tehnoloogiad, sh globaalne võrk Raspberry Shake Network.