Zandduinen kunnen mooi zijn om te zien, maar ze zijn lange tijd seismische onruststokers geweest voor geofysici die probeerden te detecteren wat er in de buurt onder de grond ligt. Een nieuwe studie probeert uit te zoeken hoe duinen seismische onderzoeken vervuilen in de hoop manieren te vinden om er omheen te werken.

Seismische onderzoeken op zoek naar olie en gas gebruiken een zogenaamde thumper truck, die letterlijk op de grond stampt om seismische signalen door de aarde te sturen. Die signalen worden op enige afstand opgevangen door seismometers. Ondergrondse geologische structuren worden gedetecteerd door de manier waarop ze reflecteren, buig en verander anders de seismische golven van de thumper truck.

Wanneer seismologen deze onderzoeken uitvoeren in de buurt van zandduinen, echter, ze merken dat hun signalen niet duidelijk doorkomen.

"Landmeters hebben veel lawaai opgemerkt, " zei Matthew Arran, een doctoraat student in de afdeling Toegepaste Wiskunde en Theoretische Natuurkunde aan de Universiteit van Cambridge in het Verenigd Koninkrijk. "Soms kun je echt niets lezen... Dus we vragen, wat is dit zandduinlawaai en kunnen we er alles aan doen om het te vermijden."

Arran is de hoofdauteur van een rapport over het werk in Journal of Geophysical Research:Solid Earth , een tijdschrift van de American Geophysical Union.

Om het geluid van de zandduinen te begrijpen, Arran en zijn collega's creëerden een wiskundige simulatie van een halvemaanvormige barchan-duin op een vlak stuk grond. Daarna simuleerden ze het seismische signaal van een thumpertruck om te zien wat duinen precies deden met het seismische signaal dat door de seismometers werd gedetecteerd.

Ze ontdekten dat zandduinen kunnen fungeren als echokamers voor seismische golven, ze weerkaatsen en opnieuw uitzenden gedurende geruime tijd nadat het oorspronkelijke seismische signaal is weggestorven. Zandduinen zijn gemaakt van losser materiaal dan de grond eronder. Dit verschil in materiaal betekent dat seismische golven zich met verschillende snelheden in de duinen en in de grond voortplanten. In de echte wereld wordt het nog ingewikkelder, omdat er vaak extra lagen van verschillende dichtheden en losheid in duinen zijn die de seismische golven verder kunnen veranderen.

De onderzoekers verplaatsten de gesimuleerde seismische signaalbron en seismometers in de simulatie om te zien of er locaties waren die minder van dit lawaaierige echokamereffect veroorzaakten. Ze ontdekten dat bovenwindse posities van het eenvoudige Barchan-duin minder seismisch geluid ontvingen. Ze ontdekten ook dat hun gesimuleerde duin gevoelig was voor sommige frequenties van seismische golven en niet voor andere, wat suggereert dat landmeters verschillende frequenties van seismische signalen kunnen proberen, zoals sommigen misschien niet zo veel echoën in de duinen als anderen.

Arran zei dat de volgende stap is dat wetenschappers het veld in gaan en deze ideeën testen. Hij hoopt dat de nieuwe studie landmeters een startpunt zal geven bij het zoeken naar een ideale manier om hun seismisch onderzoek uit te voeren.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.