Ученые научились использовать гром как природный источник сейсмических сигналов, чтобы изучать геологическое строение под поверхностью Земли. Исследователи из Университета штата Пенсильвания проанализировали два с половиной года данных, полученных с помощью подземных оптоволоконных кабелей на территории кампуса, и обнаружили более 450 так называемых «громотрясений» — слабых колебаний грунта, вызванных ударами грома.

Эти сигналы позволили ученым создать изображения геологических структур на глубине до 100 метров. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Оптоволоконные кабели проходят примерно под четырьмя километрами территории кампуса в городе Стейт-Колледж, штат Пенсильвания, на глубине около метра. Хотя изначально они предназначены для телекоммуникаций, ученые уже несколько лет изучают возможность использовать не задействованные в данный момент («темные») волокна в качестве сейсмических датчиков.

Во время гроз звуковые волны, возникающие при раскатах грома, передают часть энергии земле и вызывают едва заметные колебания грунта. Они растягивают оптоволокно на микроскопическую величину, из-за чего меняется время прохождения света по кабелю. По этим изменениям исследователи могут определить характеристики подземных пород.

Особенно полезным такой метод оказался в Пенсильвании, где кампус расположен на карстовом ландшафте, пронизанном известняковыми пещерами и трещинами. Полученные изображения выявили несколько ранее неизвестных ослабленных участков известнякового массива, которые потенциально могут быть связаны с образованием провалов грунта. Результаты подтвердили данные бурения и спутниковых наблюдений за деформациями поверхности.

По словам ученых, «громотрясения» могут стать более дешевой альтернативой традиционным сейсмическим исследованиям: один мощный грозовой разряд способен создавать сигнал, охватывающий десятки квадратных километров. Метод особенно перспективен для городов, где уже существует разветвленная сеть оптоволоконных кабелей.

Исследователи не исключают и более экзотического применения технологии. По словам геофизика Тиэюаня Чжу, в будущем подобные природные сейсмические сигналы можно будет использовать даже для изучения других миров, например Титана, крупнейшего спутника Сатурна, где наблюдаются продолжительные мощные штормы.