นักวิจัยใช้เสียงฟ้าร้องร่วมสายใยแก้วนำแสงเพื่อสำรวจชั้นใต้ดิน

งานวิจัยจากมหาวิทยาลัยเพนน์สเตตนำเสนอแนวทางใหม่ในการศึกษาโครงสร้างใต้ผิวโลก โดยอาศัยพลังจากพายุฝนฟ้าคะนองแทนการรอแผ่นดินไหวตามธรรมชาติหรือการจุดระเบิดเพื่อสร้างคลื่นไหวสะเทือนเอง แนวคิดนี้อยู่กึ่งกลางระหว่างการวัดคลื่นจากเหตุการณ์ธรรมชาติและการกระตุ้นแบบควบคุม ทำให้มีโอกาสเก็บข้อมูลเชิงธรณีฟิสิกส์ได้บ่อยและยืดหยุ่นขึ้นในบางพื้นที่

โดยปกติ นักธรณีวิทยาใช้คลื่นไหวสะเทือนเพื่ออนุมานว่าหินใต้ดินมีลักษณะเป็นของแข็งหรือกึ่งหลอมเหลว มีน้ำปนอยู่มากน้อยเพียงใด และมีรอยแตกหรือไม่ เพราะคลื่นจะเดินทางด้วยความเร็วต่างกันตามคุณสมบัติของชั้นหิน การมีข้อมูลจากเหตุการณ์จำนวนมากช่วยให้สร้างภาพโครงสร้างภายในโลกได้ละเอียดขึ้น แต่แหล่งข้อมูลที่ใช้งานได้มักขึ้นอยู่กับการเกิดแผ่นดินไหว หรือไม่ก็ต้องอาศัยการทดลองภาคสนามที่ต้องเตรียมการมาก

ทีมวิจัยระบุว่าเสียงฟ้าร้องสามารถส่งพลังงานลงสู่เปลือกโลกส่วนบนและก่อให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “thunderquakes” หรือการสั่นไหวระดับเล็กจากพายุ แต่สัญญาณที่ได้มีความซับซ้อนสูงมาก จนยากต่อการแยกแยะว่าอะไรคือข้อมูลจริงของชั้นหิน และอะไรคือสัญญาณรบกวนจากสภาพแวดล้อม

สิ่งที่งานนี้เพิ่มเข้ามาคือแบบจำลองใหม่ที่ช่วยตีความรูปแบบสัญญาณที่ยุ่งเหยิงเหล่านี้ได้ดีขึ้น เมื่อมีเครื่องมือวิเคราะห์ที่เหมาะสม นักวิจัยจึงสามารถนำข้อมูลจาก thunderquakes มาประกอบสร้างภาพของโครงสร้างใต้ดินได้อย่างมีความหมายมากขึ้น แทนที่จะปล่อยให้ข้อมูลเหล่านั้นใช้ประโยชน์ได้ยากเหมือนเดิม

ในรายงานระบุว่าทีมได้ทดลองใช้วิธีนี้เพื่อสร้างภาพพื้นที่ใต้บริเวณมหาวิทยาลัยของตนเอง แสดงให้เห็นว่าแนวทางดังกล่าวไม่ใช่แค่ทฤษฎี แต่มีศักยภาพสำหรับงานสำรวจจริง โดยเฉพาะในพื้นที่ที่ต้องการศึกษาความละเอียดระดับตื้นถึงระดับเปลือกโลกส่วนบน

แม้งานชิ้นนี้ยังไม่ได้หมายความว่าฟ้าร้องจะมาแทนแผ่นดินไหวหรือการสำรวจแบบดั้งเดิมทั้งหมด แต่ก็ชี้ให้เห็นช่องทางใหม่สำหรับธรณีฟิสิกส์เชิงภาพถ่ายใต้ดินที่อาศัยเหตุการณ์ธรรมชาติซึ่งเกิดขึ้นถี่กว่าที่คาด หากแบบจำลองและการประมวลผลพัฒนาต่อไป อาจช่วยให้การทำแผนที่ใต้พื้นผิวโลกมีต้นทุนต่ำลงและเข้าถึงพื้นที่ได้มากขึ้นในอนาคต