محققان آمریکایی تونلهای مخفی زیرزمینی را با امواج صوتی شناسایی کردند
محققان در ایالات متحده به تازگی روشی جدید برای شناسایی تونلهای مخفی زیرزمینی با ارسال سیگنالهای صوتی از زیر محل هدف معرفی کردهاند. این روش توسط تیمی به رهبری مایک کس از آزمایشگاه ملی اوک ریج (ORNL) در تنسی بررسی شده است.
روش جدید شناسایی تونلها
این تیم توانست سازههای زیرزمینی پنهانی را که جادهها، راهآهنها و سایر زیرساختهای حیاتی را تهدید میکنند، شناسایی کند. روشهای معمول تشخیص تونل به سیگنالهایی متکی هستند که از سطح به سمت پایین ارسال میشوند. اما این تیم با معکوس کردن فرآیند و ارسال صدا از زیر یک تونل، سیگنالی سابهارمونیک متمایز ایجاد کردند.
کس اظهار داشت: "فرضیه ما این بود که اگر جهت را معکوس کنیم، یعنی سیگنال را از زیر یک تونل احتمالی به جای بالای آن ارسال کنیم، میتوانیم با ثبت پراکندگی سیگنال که در غیر این صورت از دست میرود، تشخیص را بهبود ببخشیم."
چالشهای موجود در تشخیص تونل
تونلها از روی سطح به سختی قابل شناسایی هستند و مهندسان به فناوریهای مختلفی از جمله مطالعات لرزش، رادار نفوذ در زمین و مقاومت الکتریکی متکی هستند. اما این روشها در خاکهای غنی از رس و محیطهای زیرزمینی پیچیده با محدودیتهایی مواجه هستند.
سیگنالهای با فرکانس بالا که از سطح ارسال میشوند میتوانند حفرههای کوچک را شناسایی کنند، اما به سرعت در زیر زمین محو میشوند. در عوض، سیگنالهای با فرکانس پایینتر میتوانند مسافت بیشتری را طی کنند، اما جزئیات کوچک را از دست میدهند. تیم ORNL با معکوس کردن فرآیند دید جدیدی به محققان ارائه کرد.
نتایج آزمایشها
این تیم دریافت که یک سیگنال سابهارمونیک متمایز نشانه روشنی از وجود یک حفره پنهان است. پاسخ صوتی با فرکانس پایینتر زمانی تولید میشود که امواج صوتی در اطراف ساختار تونل خم میشوند، و حسگرهای سطحی میتوانند این سیگنال را شناسایی کنند.
به گفته این تیم، پروفایل لرزهای عمودی الهامبخش این رویکرد بود. بهطور سنتی این روش شامل قرار دادن حسگرها در خارج از گمانهها برای ثبت امواج انرژی در سطح است. اما این تیم منبع صدا را در زیر زمین قرار داد و ارتعاشات را در سطح اندازهگیری کرد.
آزمایش سیستم در شرایط واقعی
برای تایید این سیستم در شرایط حقیقی، تیم یک تونل فولادی ۴۰ فوتی را در عمق حدود ۱۰ فوتی زیر زمین نصب کرد و منبع صوتی را از طریق گمانهها تا عمق ۳۰ فوتی پایین برد. آنها همچنین آرایههایی از ژئوفونها را روی سطح قرار دادند که به ثبت نحوه عبور صدا از زمین قبل و بعد از نصب تونل کمک کرد.
چارلز فینی، دکترای تخصصی و محقق ارشد در ORNL، گفت: "در طول آزمایش، ژئوفونها یک سیگنال سابهارمونیک متمایز را تشخیص دادند. اندازهگیریهای بعدی نشان داد که این سیگنال فقط زمانی ظاهر میشود که تونل وجود داشته باشد و تنها وقتی که صدا از زیر آن نشأت میگیرد."
یافتهها روشی جدید برای شناسایی سازههای زیرزمینی پنهان ارائه کرد و تیم بر این باور است که این روش میتواند به تخمین عمق تونل نیز کمک کند. اکنون آنها قصد دارند عملکرد این فناوری را با ارزیابی در انواع مختلف خاک بهبود بخشند و بررسی خواهند کرد که آیا میتوان با استفاده از زمانبندی و قدرت سیگنال، تصاویر دقیقتری از زیرسطح به دست آورد.