مجسات سيليكون تتنبأ وتقيس قوة البراكين قبل ثورانها

يعكف عدد من العلماء على تصميم مستشعرات السيليكو- كربونات قادرة على نقل البيانات من باطن البركان الذي تصل درجة حرارته إلى 900 درجة سيلسيوس إلى سطح الأرض كما هي في باطنه. ولا تصمد مستشعرات السيليكون عند وضعها في أماكن تفوق درجة حرارتها عن 350 درجة على مقياس سيلسيوس. لكن قريباً سيصبح من الممكن سبر ناقلات الترددات التي تتمتع بخاصية مقاومة درجات الحرارة العالية في باطن الأرض ومراكز البراكين ويتاح بذلك الحصول على معلومات وبيانات تنذر بانفجار بركان كلما كان ذلك وشيكاً، واتخاذ الإجراءات المطلوبة لتقليل الخسائر المادية والبشرية. مقاومة حرارية تُصنع غالبية الأجهزة الإلكترونية المستخدمة حالياً من مادة السيليكون، غير أن هذه المادة لا تقوى على الصمود عندما تفوق درجة الحرارة 350 درجة سيلسيوس. ولذلك لجأ علماء الجيولوجيا إلى صنع أجهزة إلكترونية جديدة من مادة السيليكو- كربونات تتميز بقدرتها على تحمل – نظرياً- درجة حرارة تصل إلى 900 درجة سيلسيوس، وهو ما يعادل درجة الحرارة الموجودة داخل محرك طائرة نفاثة. ويعمل الباحثون في الوقت الراهن على إدماج عناصر من السيليكو- كربونات في أجهزة من حجم هواتف آي فون. ويفكر العلماء في غمس هذه الأجهزة في أعماق الأرض لمساعدتهم على قياس التغيرات الطفيفة التي تحدث على مستوى صهارة البركان مثل ثنائي أوكسيد الكربون وثنائي أوكسيد الكبريت. وهو ما سيتيح لهم معرفة تفاصيل حيوية عن نشاط البركان ثم التنبؤ بالبراكين المحتمل اندلاعها. باطن البركان يقول الباحث ألتون هورسفول من جامعة نيوكاسل بإنجلترا: «ليس لدينا في الوقت الراهن أية طريقة أو وسيلة لمراقبة حال البركان من الداخل، وغالبية بياناتنا نجمعها بعد ثوران البركان. وبما أن ما يقارب 500 مليون شخص يعيشون قريبين من مراكز نشيطة بركانياً، فإن استمرار الأمور على هذا الحال أمر لن يساعدنا على تلافي الخسائر وتفادي الأضرار». ويضيف هورسفول: «لدينا وسائل أخرى يمكننا تجريب مدى فعاليتها، غير أن استخدام تقنية السيليكو- كربونات ستعيننا لا محالة على ابتكار نظام اتصال لاسلكي قادر على جمع البيانات الكيميائية بدقة ونقلها من أعماق باطن البركان إلى السطح». ولن يقتصر استخدام هذه الأجهزة على استشعار قوة الأنشطة البركانية فقط، وإنما سيكون لها استخدامات أخرى أيضاً. فإذا قام شخص ما بوضع قنبلة في نفق ما على سبيل المثال، فإن بإمكان أجهزة الاستشعار هذه أن تنبئنا بالأمر وتكشف لنا مكان القنبلة ودرجة قوتها، يقول هورسفول. فمُركب السيليكو- كربونات له القدرة على تحمل درجات حرارة عالية وإشعاعات قوية، وهو ما يجعله قابلاً للاستخدام في الصناعة النووية. تحديات من بين التحديات التي واجهها الباحثون تشغيل أجهزة الاستشعار هذه كهربائياً، وذلك نظراً لأن البطاريات الكهربائية تعمل بدرجات حرارة أبرد بكثير من درجة الحرارة التي صممت لها أجهزة مستشعرات السيليكو- كربونات. ويوضح هورسفول هذا الأمر قائلاً: «إن البطاريات العادية مثل تلك التي يستخدمها الناس في حاسباتهم تنفجر عند درجة حرارة 150 سيلسيوس فما فوق، ولذلك فإن تطوير أنظمة طاقة كهربائية ذاتية سيكون بالغ الأهمية». عن «كريستيان ساينس مونيتور»