Volkanları sıklıkla gökdelen harikaları olarak düşünürüz, ancak jeolojik yeraltı dünyasına açılan bu kapılar aynı zamanda su altında da bulunmaktadır. Ne yazık ki, denizaltı volkanlarını incelemek karadaki kardeşlerini incelemekten daha zordur. Ancak onlardan daha çok büyülenen ve onları inceleme konusunda daha inatçı bir kararlılığa sahip birini bulmakta zorlanacaksınız. Jackie Kaplan-Auerbach.

Western Washington Üniversitesi'nde volkanolog olan Caplan-Auerbach aynı zamanda bir sismologdur ve jeofiziği anlamak için depremlerin titreşimlerini kullanan biridir. Aktif volkanlar olağanüstü deprem üreticileridir; toplayabildikleri kadar sismik gürültü çıkarırlar. Caplan-Auerbach'a göre bu gürültü onun bilimsel kulağına müzik gibi geliyor; gezegenimizin iç işleyişi hakkında bilgi edinmek için kullanılabilecek veriler.

Bu volkanik şarkıları dinlemek yalnızca izole edilmiş bir bilimsel merakı tatmin etmekle ilgili değil. Güney Pasifik'teki bir denizaltı yanardağı, Hunga Tonga-Hunga Ha'apai adını verdiğinde felaketle sonuçlandı. Ocak 2022'de patladıyıkıcı bir bölgesel tsunami yarattı, atmosferin bir davulun yüzeyi gibi çarpmasına neden oldu ve Tonga Krallığı'nın ana adasını küle gömdü. Caplan-Auerbach ve meslektaşları, bu tür şiddetli patlamaların müziğini inceleyerek, gelecekteki volkanik felaketlerin etkilerini hafifletmek için krizlerin ardındaki fizik hakkında yeterince bilgi edinebileceklerini umuyorlar.

Quanta Dergisi Jeofizik yolculuğunu ve bu magmatik dağların melodilerini çalışmanın nasıl bir şey olduğunu tartışmak için Caplan-Auerbach'la buluştuk. Röportaj, netlik sağlamak amacıyla kısaltıldı ve düzenlendi.

Yaptığınız işi nasıl tarif edersiniz?

Volkanın şarkıları olarak tanımladığım volkanik sistemlerde meydana gelen depremleri inceliyorum. Sesi her zaman sevdim. Ve ben her zaman rezonansı ve duran dalgaları sevdim. Duran dalgaların klasik bir örneği, bir bira alıp şişenin tepesine üflediğinizde ve şişenin uğuldadığı zamandır - ya da parmağınızı şarap bardağınızın üzerinde gezdirdiğinizde, ki bu benim içki zevkime daha uygun ve bardak şarkı söyler. Her şeyin şekli ve maddi özellikleriyle bağlantılı bir uğultusu vardır ve volkanlar da farklı değildir. Kanallarında uğultu var.

Nedenini bilmiyorum ama bu bilim bana her zaman gerçekten çekici gelmiştir. Bu tam olarak sevdiğim şeydi ve bunu volkanlarda yapabiliyorum.

Sen var daha önce konuşuldu Kuantum, bir hikaye için Volkanların içindeki depremlerin, erimiş kayaların derinliklerde birikip birikmediğini veya yüzeye doğru hareket edip etmediğini, belki de bir patlamaya yol açıp açmadığını nasıl ortaya çıkarabileceği hakkında. Peki su altı volkanlarını nasıl gözetlersiniz? 

Genel olarak okyanusları incelemek zordur. Çok uzağı göremezsiniz; aletleri bırakmak çok zordur. Hava soğuk. Yüksek basınç var. Tuzlu. Şeyler aşınır ve patlar.

Denizaltı volkanlarını izlemek istiyorsak oraya aletler koyabiliriz. Çoğu zaman sismometreler de dahil olmak üzere aletleri denize atıyoruz; sonra gidiyoruz, sonra geri dönüyoruz, aletleri alıyoruz ve biz yokken neler olduğuna bakıyoruz. Ancak gerçek zamanlı olarak bilgi almak istiyorsak genellikle şunları yapmamız gerekir: aletli bir kablo döşeyinve maliyetler astronomiktir.

Ne tür enstrümanlar kullanabilirsiniz? 

Hidrofonlar veya mekanik kulaklar dinlemek her türlü su altı gürültüsüne karşı harika bir araçtır. Su altında sesin hapsolduğu yaklaşık bir kilometrelik bir bölge var. Eğer orada bir hidrofonunuz varsa, kelimenin tam anlamıyla binlerce kilometre öteden gelen sesleri duyabilir. Size 'Ah, o ses buradan geliyor, şu ses de oradan geliyor' diyen bir dizi oluşturabilirsiniz. Depremleri duyabilirsiniz, toprak kaymalarını duyabilirsiniz, volkanik patlamaları duyabilirsiniz, balinaları duyabilirsiniz, gemileri duyabilirsiniz - Tanrım, gemiler gürültülüdür. Ve volkanik aktivitenin şarkılarını bir nevi dinleyebilirsiniz.

İdeal bir dünyada sismometreleriniz hâlâ volkanın üzerinde bulunurdu. Ancak sadece bir hidrofon size çok şey anlatabilir. Tonga bölgesine birkaç kez hidrofonlar yerleştirildi ve bu, daha çok kullanmayı çok istediğim bir araç.

Suyun altında veya üstünde her yeni patlamanın, çevrilmesi gereken yeni bir lehçeyi ilk kez duymak gibi olduğunu hayal ediyorum.

Sağ. Ne zaman kıyıya yaklaşan moloz gibi bir lav akışı var, ne zaman daha nehre benzeyen bir lav akışı var? İlk başta bu tür şeyleri nasıl tanımlayacağımızı bilmiyoruz. Bilim bu yüzden eğlencelidir. İşin eğlenceli kısmı şunu söylüyor: Bilmiyorum ve nasıl öğrenebilirim?

Denizaltı volkanlarında sizi cezbeden şey nedir?

Bize su altında bizim bile bilmediğimiz olağanüstü olayların gerçekleştiğini gösteriyorlar. Bu bana o kadar alakalı olmadığımızı hissettiriyor ki bence bu harika bir şey. Bu gezegen bizim için burada değil. Bu gezegen kendi işlerini yapıyor.

Bu duygusal ikilemin yaşanmadığı herhangi bir patlama veya deprem var mı?

hakkında konuşuyorum 2002 Denali depremi mükemmel bir deprem olarak: Çok büyüktü, inanılmaz etkileri oldu, fayın nasıl çalıştığına dair birçok soruyu yanıtladı ama kimseyi öldürmedi. Suçluluk duymadan gerçekten heyecanlanabileceğiniz, neredeyse 8.0 büyüklüğündeki bu olaydı.

Denizaltı volkanlarıyla ilgili bir başka güzel şey de bu. Tonga'daki bu enayi dışında, insanlar çoğunlukla bunlardan etkilenmiyor.

Hiç sualtı volkanları dışında bir konuda uzmanlaşma isteği duydunuz mu?

Hawaii Üniversitesi'ne gittiğimde deniz jeofiziği ile gezegen bilimi yapmak arasında tartışıyordum. 'Aman Tanrım, Mars'ın en yüksek yanardağı Olympus Mons'u inceleyebilirim' diyordum. Ancak ikinci dönemimde, Güney Pasifik'teki Lau Havzası'nda 28 günlük bir araştırma gezisine çıktım ve deniz jeofiziği imzaladım, mühürledim ve teslim ettim. Ben sadece gemilerde olmayı seviyorum. Ben de bu gezegensel şeyleri kafama takmak istiyordum.

Çoğu zaman harika olsalar da, su altı yanardağları bazen dehşete ilham verebilir. Bu, Ocak 2022'de şiddet olaylarıyla kanıtlandı. Hunga Tonga-Hunga Ha'apai patlaması - su altında başlamasına rağmen, hemen deniz yüzeyinin üzerinde patlayarak ve Dünya atmosferinde bir delik açarak kendini duyurdu. Bu felaketler karşısında volkanlara ve depremlere olan hayranlığınız nasıl sürüyor?

Doğal afetler üzerine çalışmanın zorluklarından biri de budur: Bilim konusunda nasıl bu kadar heyecanlanabiliyorum ve saygısızlık etme olumsuz etkilenen insanlara? Ve bu gerçekten zor. Bu şeylerden çok keyif almamın nedeni, yıkıcı bir patlama üzerinde henüz çalışmamış olmam olabilir.

Tonga'daki patlamanın şok dalgası tetiklenen tsunamiler dünyanın diğer tarafında, hem Atlantik Okyanusu'nda hem de Akdeniz'de - bu noktaya kadar sadece teorik bir olasılıktı, değil mi? 

Evet. Tonga patlaması tsunamilere neden olabileceğini doğruladı atmosferik yerçekimi dalgaları tarafından. Bu akıllara durgunluk verici.

O olağanüstü patlayıcının üzerinden neredeyse iki yıl geçti patlama. Bu olayla ilgili araştırmalar volkanoloji bilimini herhangi bir şekilde ileriye taşıdı mı?

Evet. Volkanın büyük kısmı oldukça sağlamve bu çılgınlık. Ve ondan çıkan şeyler (fırlatılan volkanik kalıntılar) seyahat etti şimdiye kadar su altında. Bunun gibi büyük ve alışılmadık bir olayın sorularımızı hem yeniden yazdığını hem de yönlendirdiğini düşünüyorum. Bu patlamanın belki de daha önce sormadığımız soruları gündeme getirdiğini düşünüyorum. Esas olarak, bu kadar patlayıcı güç, yapı kendisini parçalara ayırmadan nasıl olabiliyor?

Yani belirgin patlamalar tehlikeli olabilse de, bunun iyi tarafı, bilim adamlarına yanardağların çalışma şekli hakkında ipuçları sağlaması mı?

Sağ. Bazen farklı bir teknoloji kullandığımız için bu ipuçlarını buluyoruz. Bazen onları buluyoruz çünkü gezegen bize bir hediye sunuyor. Ve bunun gibi patlamaların bir dereceye kadar -ve olumsuz etkilenen insanlar açısından- bilimsel olarak bir nevi hediye olduğunu düşünüyorum.

Bu yaz araştırmanız beklenmedik bir grubun dikkatini çekti: Swifties.  

Aman Tanrım. Bunlardan hiçbirinden pişman değilim.

Taylor Swift, 22 ve 23 Temmuz'da Seattle'daki Lumen Field'da performans sergiledi ve konserlerin yarattığı sismik dalgalara bir göz attınız. Senin göre analizBu performanslar tıpkı küçük bir deprem gibi ölçülebilir sismik aktivite üretti. Ve çok şey aldı basın dikkati. Nasıl oldu bu?

Artık yanardağları inceleyen kişi ben değilim. Swift Quake'le tanınan kişi benim. Tamamen saçmalık. İnsanlar şunu sordu: Taylor Swift ulaştı mı? Hayır, Taylor Swift ulaşmadı. 

Sen takdim Amerikan Jeofizik Birliği'nin Aralık ayında San Francisco'daki toplantısında Swift Quake ile ilgili çalışmanız. Neyi açıklayacaksın?

Veriler çok güzel. Bir sismometre kullanarak dakika başına vuruşlarını (ritimlerini) belirleyerek "Blank Space" ve "Shake It Off" gibi şarkıları tek tek tanımlayabilirsiniz. Ve aslında güçlendirilmiş müzik, müzik grubu veya kalabalığın davranışları gibi şeyleri ayırt edebiliyoruz. Gerçekten farklı, ilginç sismik özelliklere sahipler.

Bu, su altı volkanlarındaki farklı aktivite türlerini tanımlamaktan çok da farklı değil.

Sağ. Farklı volkan-deprem ritimleri, hareketli magmanın kayalardan kırılmasından heyelanlara kadar farklı volkanik aktivite türlerine karşılık gelir. Ve Swift Quake'e ilgi duyan bilim insanı olmayan insanlar da var ve iş bilime geldiğinde halkın ilgisini çeken her şey harikadır. Bu beni gerçekten çok mutlu ediyor. 

Pek çok insan volkanologu ateşli dağlara tırmanan ve katı kaya ve köpüren lav örneklerini toplayan biri olarak düşünür. Ancak magmayı, gazları ve Swiftie'leri "duymak" için depremleri kullanmak da bol miktarda fizik gerektirir - ve sanki özünde bir fizikçiymişsiniz gibi geliyor. Peki sizin için önce hangisi geldi: yanardağlar mı, yoksa fizik mi?

Babamın tıp diploması vardı ama astronomiyi her zaman severdi. Evini ziyaret ettiğimizde dışarıda otururduk, elinde bir teleskop vardı ve yıldızlar hakkında konuşurduk. Astronomi ve astrofiziği çok seviyordum. Temelde fiziği sevdim. İlk yıl fizik dersimde kelimenin tam anlamıyla ayakta durup bir türetme için tezahürat yaptığımızı hatırlıyorum.

Bu sanki harika bir sihir numarasının gerçekleştirilmesini izlemeye benziyor. 

Oldu! Büyülü olduğunu hatırladığım iki ders vardı. Biri, ışık hızının sabit olduğunu, bir referans çerçevesine bağlı olmadığını kanıtlıyordu. Ve bu sayının matematikten çıkması tamamen büyülüydü. Diğeri ise türettiğimiz zamandı E = mc². Bu çok havalıydı.

Herkes jeolojiye saha gezilerini sevdiğimiz için geldiğimizi düşünüyor. Ama beni etkileyen şey bu türetme oldu. Bazen bunun güzelliğini kutlamamız gerektiğini düşünüyorum çünkü bazı insanlar için bu yeterli. Bu büyüleyici. Sahada olmayı seviyorum, sismometre kullanmayı ve gemilerde olmayı seviyorum. Ama bence fiziğin güzelliğini de kutlamalıyız.