science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe werkt een GPS-zender bij het bestuderen van plaatbewegingen?

De buitenste laag van de aarde bestaat uit tektonische platen die op hun grenzen met elkaar interageren. De bewegingen van deze platen kunnen worden gemeten met behulp van GPS. Hoewel we GPS gebruiken in onze telefoons en auto's, zijn we ons meestal niet bewust van hoe het werkt. GPS maakt gebruik van een satellietsysteem om de positie van een ontvanger waar ook ter wereld te trianguleren. Door een netwerk van ontvangers te gebruiken in de buurt van plaatgrenzen, kunnen wetenschappers heel nauwkeurig bepalen hoe de platen zich gedragen.

Wat is GPS?

GPS staat voor Global Positioning System. Volgens de geïntegreerde onderzoeksinstellingen voor seismologie bestaat een GPS-systeem uit een netwerk van 24 satellieten en ten minste één ontvanger. Elke satelliet bestaat uit een zeer nauwkeurige atoomklok, een radiozender en een computer. Elke satelliet cirkelt op ongeveer 20.000 kilometer (12.500 mijl) boven het oppervlak. Het zendt constant zijn positie en tijd uit. De ontvanger op de grond moet ten minste drie satellieten "zien" om een ​​driehoekige positie te verkrijgen. Hoe meer satellieten de ontvanger kan gebruiken om te trianguleren, hoe nauwkeuriger de berekening wordt. Een handzame GPS-ontvanger heeft een nauwkeurigheid van ongeveer 10 tot 20 meter. Met een verankerd systeem kan de nauwkeurigheid in millimeters zijn. De meest nauwkeurige GPS-ontvangers zijn nauwkeurig tot op een rijstkorrel.

Hoe wetenschappers GPS gebruiken

Wetenschappers maken grote netwerken van GPS-ontvangers, meestal in de buurt van plaatgrenzen. Als je een van deze ontvangers zag, zou je er waarschijnlijk niet veel aan denken. Ze hebben over het algemeen een kleine omheining voor bescherming en een zonnepaneel om ze van stroom te voorzien. Ze worden zo mogelijk op de bodem geplaatst. Ze kunnen ook draadloos zijn, dus ze hebben ook een kleine antenne. De moderne GPS-ontvangers die door wetenschappers worden gebruikt, zijn bijna realtime en beweging is binnen enkele seconden zichtbaar in het laboratorium.

Plaattonectiviteit

Plaatbewegingen die door GPS worden gedetecteerd, ondersteunen de tektonische tekentheorie. Platen bewegen ongeveer net zo snel als je vingernagels groeien. Platen verspreiden zich van elkaar op oceanische ruggen en komen samen in subductiezones. Borden glijden door elkaar bij transformatiegrenzen. Botsingen, zoals in de Himalaya, worden nauwkeurig vastgelegd. Bij de San Andreas-fout kruipt de tektonische plaat van de Stille Oceaan in noordwestelijke richting langs de Noord-Amerikaanse plaat. Vanwege de GPS-technologie weten we dat de kruipsnelheid bij de San Andreas-fout ongeveer 28 tot 34 millimeter is, of iets meer dan 1 inch per jaar, volgens het Nature-artikel "Lage sterkte van Deep San Andreas Fault Gouge van SAFOD Core. "

Waar anders is het goed voor?

Wetenschappers kunnen aardbevingen nauwkeuriger lokaliseren en begrijpen met behulp van GPS-gegevens. Ze kunnen zelfs helpen bij het maken van aardbeving systemen voor vroegtijdige waarschuwing, volgens Phys.org. Hoewel ze geen aardbevingen voorspellen, kunnen ze helpen bepalen welke fouten waarschijnlijk aardbevingen veroorzaken.