Vågor från den ryska meteoriten korsade USA
Meteorsvans över östra Ryssland. (Foto: Russian Emergency Ministry)


Ett nätverk av seismografiska stationer registrerade signaler från stötvågen av den meteorit som landade nära Tjeljabinsk i Ryssland, då vågorna korsade USA.

De stationer som National Science Foundation (NSF) stödjer används för att studera jordbävningar och jordens inre.

Tusentals jordbävningar runt om i världen registreras av seismometrar vid de här stationerna – som ingår i det permanenta globala seismografiska nätverket (GSN) och projektet EarthScopes flyttbara utrustning Transportable Array (TA) – men signaler från stora meteoritnedslag är mycket mer sällsynta.

Meteoritexplosionen nära Tjeljabinsk den 15 februari 2013 genererade rörelser i marken och lufttrycksvågor i atmosfären. Stationerna registrerade signalerna med seismometrar och lufttryckssensorer.

Markrörelserna registrerades av GSN och TA. Lufttrycksvågorna detekterades av speciella sensorer som är en del av TA.

”De NSF-stödda Global Seismic Network och EarthScope Transportable Array gjorde spektakulära registreringar vid Tjeljabinskmeteoritens nedslag”, säger Greg Anderson, programchef på NSF:s avdelning för geovetenskap.

”Dessa registreringar av seismiska vågor genom jorden och ljudvågor runt atmosfären är bra exempel på hur dessa faciliteter kan hjälpa de globala organisationerna att bättre kunna övervaka jordbävningar, hemliga kärnvapentester och andra hot.”

Tjeljabinskmeteoriten exploderade i atmosfären omkring kl 09.20 lokal tid och orsakade omfattande skador i staden. Tusentals fönster krossades och mer än 1000 människor skadades.

Energi från explosionen skapade tryckvågor i atmosfären som snabbt rörde sig utåt och runt jordklotet. Explosionen spred sig också in i jorden som en seismisk våg.

De två vågtyperna, seismiska vågor och tryckvågor, färdas i väldigt olika hastigheter.

Vågor i marken rör sig snabbt – i omkring 3,4 kilometer per sekund. Vågor i atmosfären är mycket långsammare och förflyttar sig i ungefär 0,3 kilometer per sekund. De kan också färdas långa sträckor.

GSN-stationer i Ryssland och Kazakstan visar vågen som färdas i marken som en stark, plötslig puls med en varaktighet på ungefär 30 sekunder.

De atmosfäriska vågorna, så kallade infraljud, detekterades över ett område av ohörbara frekvenser och observerades på stora avstånd med infraljudsmikrofoner.

När infraljudsvågorna nådde östra USA efter att ha färdats i åtta och en halv timmar genom atmosfären, tvärsöver Arktis från nedslagsplatsen i Ryssland, registrerades de vid TA-stationerna vid den kanadensiska gränsen.

Infraljudsvågorna nådde Florida tre timmar senare, nästan tolv timmar efter explosionen.

Infraljudssensorer vid TA-stationerna längs Stillahavskusten och i Alaska registrerade också explosionen, men med kortare och enklare kurvor än de som registrerades av stationer i mitten av kontinenten och längs den sydöstra kusten.

Signalernas varaktighet, och skillnaden mellan vågformerna i öst och väst, tror forskarna har att göra med sättet på vilket energin färdas och studsar på sin långa väg genom atmosfären.

Den flyttbara utrustningen Transportable Array drivs av konsortiet IRIS (Incorporated Research Institutions for Seismology) som en del av Nationals Science Foundations projekt EarthScope. Det består av 400 stationer runt om i USA och har varit i drift i två år.

Var och en av TA-stationerna var från början utrustade med känsliga bredbandsseismometrar för mätning av markrörelser. 2010 kompletterade man dock även med tryck- och infraljudssensorer efter ekonomiskt stöd från NSF och IRIS.

De här specialsensorerna hjälper forskarna att förstå hur förändringar i trycket påverkar markrörelserna som registreras av TA:s seismometrar och ger en bild av regionala tryckförändringar som är kopplade till vädermönstret.

Sensorerna registrerar också händelser som virvelstormar, raketuppskjutningar, kemiska explosioner och meteoritnedslag.

Tjeljabinskmeteoriten är den största signalen som hittills registrerats.

2013 kommer Transportable Array nå stater i nordöstra USA och därmed täcks hela USA:s fastland och södra Kanada.

Det globala seismografiska nätverkets (GSN) huvudsakliga uppgift är att samla in data för att övervaka jordbävningar runt om i världen och att studera jordens inre.

Nätverket finansieras gemensamt av National Science Foundation och U.S. Geological Survey och drivs av IRIS.

Som en del av det världsomspännande nätverket av seismiska stationer har data från GSN under de tre senaste decennierna bidragit till övervakningen av kärnvapensprängningar vid testplatser i USA, före detta Sovjetunionen, Indien, Pakistan och Korea. Till exempel gjorde GSN-stationer observationer vid de koreanska kärnvapenprovningarna den 12 februari 2013.

Översatt från engelska