مهندسی زمین

زمین لرزه در تمام نقاط جهان، همچنان قربانی می گیرد. اما محققان در تلاش اند تا در برابر این بلای طبیعی روش های دفاعی مؤثری بیابند. آن ها معتقدند که به جای ساخت شهرها و ساختمان های مقاوم در برابر زلزله، که علاوه بر اینکه گران تمام می شوند و بازهم ممکن است استحکام لازم را نداشته باشند، می توانند زمین را به گونه ای مهندسی کنند که امواج لرزه ای مخرب هرگز به شهرها نرسند. درواقع دو نوع امواج لرزه ای وجود دارد: امواج داخلی که انرژی رهاشده در زیرزمین از درون زمین به شکل حرکت موجی به سطح آن می رسند و دیگری امواج سطحی که نزدیک سطح زمین حرکت می کنند. این امواج، مخرب ترین امواج هستند، به گونه ای که زمین را به اسب وحشی جفتک پرانی تبدیل می کنند. شنل نامرئی بزرگ یک دهه پیش، محققان در آزمایشگاه با هدایت امواج نوری سعی کردند تا امواج ریز الکترومغناطیسی را از مسیر خود منحرف کرده و به دور جسم موردنظرشان بفرستند. درنهایت با این روش توانستند فرا ماده ای با ویژگی های خاصی بسازند که معمولا در طبیعت یافت نمی شود. ماده ساخت آن ها، شبکه ای از سیم های فلزی باریک با فواصلی کمتر از یک طول موج بود و بدین وسیله توانستند مسیر امواج ریز الکترومغناطیسی را تا حدی منحرف کنند. اکنون محققان در این فکر هستند که آیا می توان از این روش- که نام آن را شنل نامرئی گذاشته اند- در اندازه بزرگ و در مورد امواج لرزه ای زمین استفاده کرد. ازنظر تئوری این موضوع به نظر عملی می آید، زیرا امواج لرزه ای شبیه امواج الکترومغناطیسی عمل می کنند. اما تبدیل سیم های فوق نازک، که مسیر امواج الکترومغناطیسی را منحرف می کرد، به سیم هایی که بتوانند مسیر موج هایی که چند میلیون برابر بزرگ تر هستند را منحرف کنند، به نظر مشکل می آید. ساخت شنل نامرئی بزرگ که بتواند شهرها را در برابر امواج لرزه ای مقاوم کند، بسیار سخت اما ممکن است. درخت های مصنوعی برخی دیگر از محققان قصد دارند با کاشت درخت های مصنوعی در کف اقیانوس که طول آن ها به سطح دریا برسد، جلوی سونامی ها را هم بگیرند. درواقع با ساخت نمونه کوچک این ایده در آزمایشگاه، به شکل میله های باریک، به نتیجه مطلوب رسیده اند. انرژی امواج از فواصل میان میله ها عبور کرده و نیروهایی تولید می کنند که آب را به کنار می زند و بدین ترتیب به جای اینکه روی یک خط مستقیم حرکت کنند، خم شده و از مسیر خود منحرف می شوند. دو سال پیش این محققان با استفاده از مخزن موج در آزمایشگاه توانستند فرش نامرئی خود را ایجاد کرده و مسیر امواج آب را منحرف کنند و یک قدم دیگر به ایده منحرف کردن کامل امواج نزدیک تر شوند. فرش نامرئی در حال حاضر محققان در نظر دارند با استفاده از فرش نامرئی، جلوی تخریب امواج لرزه ای را بگیرند. آن ها قصد دارند با روش های مختلف این فرش نامرئی را به وجود آورند: * با کار گذاشتن تشدیدگرهای استوانه ای، امواج لرزه ای سطحی را به سمت عمق زمین منحرف کنند. * با ایجاد شبکه ای از حفره مانند لنزهای لرزه ای عمل کرده و از قدرت امواج لرزه ای بکاهند. * با قرار دادن استوانه های بزرگ زیرزمین، انرژی امواج لرزه ای را به انرژی صوتی تبدیل کنند. * با کاشتن درخت های بلند، انرژی ناشی از لرزش های زمین لرزه را مهار کرده و از بین ببرند.