كل عام آلاف من الناس في جميع أنحاء العالم توفي من الكوارث الطبيعية، ثم أمام كارثة طبيعية، يمكننا منعهم؟
كيفية الوقاية من الثورات البركانية
يلوستون بركان يقع في غرب الولايات المتحدة ليست بركان العادي، ولكن يمكن أن يؤدي إلى نطاق واسع جدا اندلع بركان عظمى. في مليون السنوات القليلة الماضية، كان البركان يحدث ثلاثة اندلاع ضخمة. ووقع معظم اندلاع الأخير قبل 63 مليون سنة، واندلاع الرماد البركاني تغطي معظم أنحاء البلاد، وترك حفرة كبيرة - يلوستون قطر كالديرا من أكثر من 70 كيلومترا. الإفراج عن بركان كمية كبيرة من غازات الكبريت في الغلاف الجوي سوف تغطي الشمس، مما تسبب في درجات الحرارة العالمية انخفضت، وتسبب عدة سنوات من شتاء بركاني.
ولكن الآن بركان يلوستون لا يزال لا يهدأ. والزلازل شائعة، صعودا وهبوطا المتكررة الأرض، في كل مكان الغليان الينابيع، والسخانات والطين الساخن. A كم هائل من المواد المنصهرة تحت البركان لا يزال يتربص، وذلك في وقت ما في المستقبل قد تحدث تفشي المرض على نطاق واسع آخر. وهي تخشى أن فصل الشتاء البركاني الناجم عن ذلك قد يدمر الحضارة الإنسانية، ولكن اذا كنا نستطيع اتخاذ إجراءات مبكرة لوقفه قبل الفاشية، لن يكون هناك مثل هذا القلق.
هذا هو موضوع مختبر الدفع النفاث التابع لناسا وقام فريق من الباحثين تمت دراستها. وضعوا قدما في الخطة لحفر ثقوب في بركان يلوستون، ومن ثم ظلت تضخ الماء البارد إلى الداخل. كثير من الناس يعتقدون، انها مثل المتداول الدبوس صغير على الحمار الفيل، تقريبا أي تأثير. ولكن في الواقع، وهذا هو تكلفة لمئات، بل آلاف السنين على نطاق واسع الهندسة الجيولوجية، وغير مجدية تماما.
خطة ناسا، والدبوس إلى 8KM الحفر العميقة والحفر يمكن نظامها الحراري يلوستون البركان. ونظامها الحراري هو المياه الجوفية الضخم، الذي اختتم غرفة الصهارة، لتوفير المياه للالينابيع والسخانات. أنظمة المياه الساخنة تمتص أكثر من ثلثي الحرارة المتولدة من المواد المنصهرة. ويعتزم الباحثون لوضع الكثير من الماء البارد في النظم المائية مضخة بئر، وأنظمة المياه الساخنة تساعد على امتصاص المزيد من الحرارة من المواد المنصهرة، الذي يبرد الصهير تصبح سميكة ويبدأ تتكثف. وأخيرا، لأن الصهارة اللزجة كبيرة جدا لتطفو على السطح، فإنه لا يمكن أن يؤدي إلى ثوران البراكين.
ويعتقد الباحثون أنه إذا كان بركان يلوستون على استعداد لتنفجر، فأنت بحاجة لوضع حوالي 35 من الحجم الكلي للنظامها الحراري الذي يتم ضخ الماء البارد لمنع الانفجارات البركانية. ولكن تكلفة المشروع تقدر ب 3.5 مليار $ وقد يستغرق مئات السنين، والآلاف حتى سنوات لإكمال. ومع ذلك، هناك طريقة لتعويض معظم التكاليف. الممارسة على وجه التحديد، ضخ الماء الساخن نظامها الحراري على الأرض واستخدامها لدفع التوربينات لتوليد الطاقة، وإمدادات الطاقة إلى المنطقة المحيطة.
بطبيعة الحال، فإن المشروع أيضا خطير. على سبيل المثال، من المرجح أن يؤدي هذا السلوك الحفر بدأت فجأة تفجر البركان. ومع ذلك، ونظرا لاندلاع الإنسان ولتحقيق هذا البركان السوبر عواقب وخيمة جدا، سيكون من الخطر علينا أن نأخذ.
كيفية وقف الأعاصير المدارية
تحدث الأعاصير المدارية في المناطق المدارية، ودوران الأعاصير شبه استوائية على البحر الإقليمي، والأعاصير المدارية مناطق مختلفة لها أسماء مختلفة. على سبيل المثال، تحدث في شمال غرب المحيط الهادئ والمناطق الساحلية للأعاصير المدارية المعروفة باسم "تايفون"، في حين دعا الأطلسي وشمال شرق المحيط الهادي الأعاصير المدارية والمناطق الساحلية "إعصار".
مع تغير المناخ العالمي أكثر، والأعاصير المدارية الشديدة أكثر خطورة تحدث بوتيرة متزايدة. على سبيل المثال، في عام 2017، في خليج المكسيك والبحر الكاريبي ولدت ثلاثة أعاصير - هارفي، إيرما وماريا - استغرق أكثر من 300 شخص معا، مما أدى إلى ما مجموعه نحو 450 مليار $ في خسائر اقتصادية. ونتيجة لذلك، بدأ الناس في دراسة كيفية إضعاف الأعاصير المدارية، أو حتى مباشرة منع تشكيل الأعاصير المدارية.
يشار مهندس البحرية البريطاني ستيفن سالتر والأمريكي الملياردير بيل غيتس على أنه براءة اختراع "سالتر بالوعة" الاختراعات. هذا الملخص هو السماح للآلاف من حلقة مطاطية عائمة في المحيط الأطلسي الاستوائية، والتي تعلق على عدد من أنابيب سميكة جدا، وأنابيب يمكن تفريغها إلى المياه السطحية الدافئة والبحار العميقة، ولكن أيضا في المياه الباردة العميقة تؤدي إلى البحر. الأعاصير المدارية يتطلب درجة حرارة لا يقل عن 26.5 درجة.] C لتشكيل سطح البحر، وإذا سولت للاختراع قادر على غيتس درجة حرارة سطح البحر ينخفض إلى هذه الدرجة أو أقل، فمن المستحيل تشكيل الأعاصير المدارية.
وقد اقترح غيتس وغيرهم أيضا تعديل هذا الاختراع، بدلا من استخدام صف من البارجة العائمة حلقة مطاطية للأنابيب. ومع ذلك، فإن الخطة التي اقترحها جون لاثام من جامعة مانشستر في إنجلترا وزملاؤه أكثر ابتكارا. أنها تصور غير أن يكون لها أسطول من التجول بدون طيار المحيط الأطلسي الاستوائية، ومياه البحر هذه السفن ضخ ما يصل، ثم رش في الغلاف الجوي في شكل رذاذ. وهذا الإجراء إلى زيادة عدد من قطرات السحابة، والمزيد من قطرات السحابة، فمن أكثر بياضا، وأشعة الشمس بشكل أكبر، مياه البحر التبريد ويعوق تشكيل الأعاصير المدارية.
ومع ذلك، يمكن لهذه الآثار من المشاريع درجة الحرارة أو سحابة سطح البحر الأرض يكون لها تأثير لا يمكن التنبؤ بها المناخ العالمي. وهكذا، فإن أصغر هو خطر من استخدام التقنية الصناعية السابقة - طاقة الرياح. مهندسون من جامعة ستانفورد للتفكير في وسيلة. وهم يعتقدون أنه إذا كان الموقع بشكل صحيح، وبحرية الرياح المزارع لحماية الشريط الساحلي من هجوم من قبل الأعاصير المدارية. المهندسين استخدام نماذج حاسوبية لمحاكاة ثلاثة أعاصير مدمرة أكثر في السنوات الأخيرة، والهجمات على أمريكا الشمالية، ثم وضعوا في الخارج مجموعة مزرعة الرياح في الإعصار يمر في الخارج، والمحاكاة. ووجد الباحثون أن أن مزارع الرياح البحرية على نطاق واسع بطء ملحوظ سرعة الرياح والأعاصير، ولكن أيضا قوة العاصفة الاعصار جلب ضعفت إلى الأصلي 60-80.
على ما يبدو، في الخارج الأصوات مزرعة الرياح وكأنه وسيلة جيدة لضرب عصفورين بحجر واحد، وذلك لتوليد الكهرباء، فإنها يمكن أن يوقف الأعاصير المدارية. والمشكلة هي أن عدد من توربينات الرياح في مزرعة الرياح يجب أن يكون يعمل فقط بما فيه الكفاية. على سبيل المثال، لمنع 5 أعاصير مماثلة لإعصار كاترينا في عام 2005، قد تحتاج إلى حوالي 78،000 توربينات الرياح. حاليا، وهي أكبر قاعدة المثبتة من مزرعة الرياح البحرية في بحر الشمال، من أقل من 1500 توربينات الرياح المكونات. ومع ذلك، إذا كنا نريد أن استخدام هذا النوع من التأمين هو وسيلة لمنع الأعاصير المدارية، من حيث المبدأ، يمكننا أن نفعل ذلك.
كيفية الوقاية من الزلازل
مع تكثيف التحضر العالمي، يعيش سكان الحضر في مناطق الزلزال أكثر وأكثر، وتهديد من النشاط الزلزالي يتزايد أيضا. وحتى الآن، استغرق كل الزلزال والتسونامي في القرن 21 ما مجموعه نحو 75 مليون شخص. في المستقبل، فإنه من المرجح أن يكون تسبب زلزال وفاة الملايين من الناس مثل هذه المأساة.
على مدى عقود، علماء الزلازل قد تحاول دراسة كيفية التنبؤ بالزلازل، ولكن لا يوجد حتى الآن التقدم. ومع ذلك، اذا كنا نستطيع منع وقوع الزلازل مقدما، وسوف تحل جميع مشاكلنا. أسلوب واحد ممكن هو ضخ المياه إلى فواصل الصخور، سطح الكسر مع تزييت، بحيث تكون والتحركات المتكررة أسهل. هذا وسوف تنتج الكثير من زلزال صغير، غير مدمرة، بدلا من يتم تخزين كل الطاقة في "زلزال كبير" في. ومع ذلك، فإن هذا النهج غير مثبتة والباحثين لديهم احتياجات أن المزيد من البحوث.
ولكن هناك فكرة أخرى، وهذا هو لاستخدام وسائل تكنولوجية لعزل الموجات الزلزالية، ويحمي مبنى من تدميرها. في عام 2012، سيباستيان غونا وزملاؤه من معهد فرنسا فريسنل في سفوح جبال الألب حفر الحفر صف واحد، حفر هذه الترتيبات بحيث التربة لديه معظم الانعكاس السيزمي القدرات. بعد مساعدة من الموجات الزلزالية المتولدة بشكل مصطنع، أثبتوا أن الموجات الزلزالية من خلال صف من الحفر، والحد من 80 من قوتها.
وقدموا أيضا تحسينات على هذه الطريقة، لا الحفر، طالما مناسبة لتغيير كثافة التربة المحيطة بها المباني وغيرها من الممتلكات، وتشكيل درع، الذي يعكس معظم الموجات الزلزالية. ومع ذلك، تنعكس الموجات الزلزالية بعيدا تزال مدمرة، يمكن أن تقوض غيرها من المباني واجه على الطريق. وفي هذا الصدد، غونا أنت، الذين وجدوا أيضا حل آخر - ما يسمى ب "الموجات الزلزالية عباءة الخفي".
في السنوات الأخيرة كان هناك العديد من الدراسات على عباءة الخفي عباءة هذه يمكن أن تجعل من نفس الضوء مع استمرار المياه لانتشار لتجاوز الكائن وإلى الأمام، بحيث أن الكائن لا يترك أي انعكاسات، الانكسار أو الظل، بحيث يصبح الكائن غير مرئي. لذلك، فإن هذا النهج هو صالح للموجات الزلزالية تفعل؟ غونا وأعتقد أن هذا أمر ممكن، ولها النظرية ذات الصلة حلها. وهو يعتقد أن ما يقرب من الأساس بناء وضع معقول أعمدة من الخرسانة، يمكن أن تلعب دورا في عباءة، والسماح الموجات الزلزالية، مثل المياه، مثل تجاوز المبنى ويواصل انتشاره إلى الأمام، حتى أن المبنى لن يتم تدميرها الموجات الزلزالية . للقيام بذلك، في تصميم الأساس للمبنى، لمجرد القيام ببعض التعديلات.
وبالإضافة إلى ذلك، هناك ما هو أكثر ملاءمة للبيئة وسيلة لمكافحة الزلزال - عن طريق زراعة الأشجار ضد موجات رايلي. موجات رايلي هي الموجات الزلزالية التي تنتشر على طول السطح، مدمرة للغاية. غونا أنت الذي بعد دراسة وجدت أن زراعة بستان من أشجار مصنوعة من ارتفاع وانخفاض، وهذا قطعة من الخشب يمكنك تحويل موجات رايلي المدمرة إلى موجات أصغر، ويكون لهم نشر نحو الأرض. وهكذا، بالإضافة إلى الغابة الخضراء وراء الدور الذي يمكن أن تلعب دورا في وقوع الزلزال.
في المستقبل، والمدينة كلها يمكن أن تكون مصممة بعناية لمنع الموجات الزلزالية المدمرة. على سبيل المثال، في الآونة الأخيرة، غونا أنت الذي نشرت ورقة أنه بعد الشارع المنحني أو بناء كتل المصممة خصيصا، مما يسمح للموجات الزلزالية لتجاوز المناطق الحساسة من المدينة، مثل محطات توليد الكهرباء والمستشفيات والملاعب والمدارس.
قبل أن يتم استخدام هذه التقنيات لمنع وقوع زلزال حقيقي، ولكنها تتطلب أيضا الكثير من البحث، ولكن إذا كانت هذه التقنيات ثبت أن يكون مجديا، ثم تأثير ستكون هائلة.
