science >> Wetenschap >  >> Natuur

De zeer eenzame seismometer:een slapende aardbevingsbewakingsprogramma's laatste overblijfselen

Een rottend seismisch station dat een wandelaar vond in de bossen van Mountain Lakes Park, ongeveer 60 mijl ten noorden van New York City. Krediet:Karl Zuko

Medio november 2020, we kregen een e-mail van ene Karl Zuk. Het ging om een ​​wandeling die hij zojuist had gemaakt in Mountain Lakes Park, een heuvelachtig, bosgebied ongeveer 60 mijl ten noorden van New York City, eigendom van Westchester County. Zuk was een steile afdaling modderig pad in de schemering van de late namiddag toen hij een glimp opvangde van wat leek op een tv-antenne te midden van een wirwar van kale boomstammen ver buiten het pad.

Hij baande zich een weg, en vond een zwaar verroest, gedeeltelijk ingestort 55-gallon olievat. De bovenkant van de trommel, verzwaard door een lokaal metamorf gesteente ter grootte van een hoofd, werd beveiligd door een verwijderbare metalen deur, hangslot dicht. Aan de zijkant stond een drie meter lange tv-mast, met daarbovenop een horizontale antenne. Zuk, een oude uitzendingenieur, identificeerde de antenne als een verouderde Yagi, ontworpen om FM-radiosignalen van of naar een specifieke richting te verzenden of te ontvangen. In de buurt van zijn bodem, de trommel ontsproten een paar versleten kabels die de grond in liepen. Gestencild in vervaagde gele verf aan één kant:BEL VOOR INFO 914-359-2900. VRAAG NAAR FRED. Zuk decodeerde uiteindelijk de overblijfselen van nog meer vervaagde letters, waarvan delen waren weggerot:COLUMBIA UNIVERSITY AARDBEVING ONDERZOEKSPROJECT NIET STOREN GELIEVE

Was deze verlaten verzameling meer archeologie dan seismologie? "Je ziet niet elke dag een op zichzelf staande antenne in het bos, " zei hij in zijn e-mail. Had de setup "eens een soort seismische gegevens verzameld, misschien in de jaren tachtig?" vroeg hij. "Ik zou het leuk vinden om over dit avontuur te schrijven in de nieuwsbrief van mijn plaatselijke amateurradioclub." Foto's, en zijn telefoonnummer, waren bijgevoegd.

In feite, wetenschappers van het Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University, met wie ik werk, hebben sinds de jaren zeventig een netwerk van seismometers in het noordoosten van de VS gebruikt. Tot voor kort, het werd gefinancierd door de U.S. Geological Survey. Het heet het Lamont-Doherty Cooperative Seismographic Network, of LCSN. Sommige van de seismische stations bevinden zich in de kelders van scholen en universiteiten. Anderen worden buiten begraven, vaak op openbare grond. Ze draaien min of meer continu, en hun gegevens worden naar Lamont gestuurd. De meeste van de huidige 40 installaties zijn geclusterd in New York en aangrenzende staten, waaronder een in Manhattan's Central Park. Anderen zijn zo ver weg als Vermont en Maryland opgezet.

Deze stations hebben honderden aardbevingen in de regio geregistreerd. De meeste zijn te klein om door mensen te worden gevoeld; ze bestaan ​​voornamelijk in de kronkels van digitale seismogrammen die door de wetenschappers zijn geanalyseerd. Maar minstens een paar keer per jaar, burgers en nieuwsmedia overspoelen Lamont met vragen nadat de aarde ergens iets harder dan normaal schokt. Gerechten rammelen. Een deur slaat dicht. Misschien voelt het alsof je huis een beetje werd opgepikt, en viel. Verrassend, maar over het algemeen ongevaarlijk.

Krediet:Karl Zuko

Over decennia, de cumulatieve locaties en sterke punten van deze aardbevingen, zowel gevoeld als ongevoeld, hebben een reeks fouten aan het licht gebracht die de regio doorkruisen. Deze zijn niet erg actief, gewelddadig slingerende tektonische monsters zoals San Andreas in Californië; liever, ze zijn oud, vermoeide scheursystemen gevormd in het verre verleden, nu voor het grootste deel af en toe zichzelf aanpassen. Ze omvatten de Ramapo Seismische Zone, die loopt van Oost-Pennsylvania tot in de Mid-Hudson Valley; Manhattan's 125th Street fout, die het eiland doorsnijdt van noordwest naar zuidoost; en een paar systemen die elkaar lijken te kruisen in de buurt van de kerncentrale van Indian Point, ten noorden van de stad.

De LCSN-gegevens tonen aan dat bescheiden aardbevingen hier eigenlijk vrij gewoon zijn - en suggereren dat omvangrijke aardbevingen een groter gevaar vormen dan ooit werd gedacht. De grootste regionale gebeurtenis die tot nu toe door het netwerk is geregistreerd, was een schok met een kracht van 4,1 op de schaal van Richter in 1985 nabij het dorp Dobbs Ferry in de Hudson Valley. Het deed weinig kwaad. Echter, oude nieuwsberichten suggereren dat aardbevingen misschien wel 10 keer krachtiger waren in 1737, 1783 en 1884 - die laatste omvallende schoorstenen in New York en New Jersey. Waren aardbevingen van deze omvang, of groter, om de enorme infrastructuur van gebouwen van vandaag te raken, snelwegen, bruggen, hoogspanningslijnen en aquaducten, de schade kan enorm zijn. De convergerende breuklijnen in de buurt van Indian Point zijn aangehaald als reden voor de naderende sluiting.

Af en toe werpen de instrumenten ook licht op onnatuurlijke gebeurtenissen. Op 11 september 2001, ze registreerden de schokken toen commerciële vliegtuigen het World Trade Center troffen, en de daaropvolgende ineenstorting van de Twin Towers. Dit hielp later bij het vaststellen van de exacte tijden van deze gebeurtenissen. In februari 2016, Seismologen van Lamont verzekerden de autoriteiten dat krachtige schokgolven die op een middag door mensen langs de oostkust werden gevoeld, geen gevaarlijke verschuiving van de aarde waren, maar schijnbare sonische knallen van militaire vliegtuigen.

Aan de telefoon met Zuk, mijn eerste vraag was:Dus. Heb je 914-359-2900 gebeld, en naar Fred vragen? Ja, natuurlijk, hij zei. Degene die antwoordde had nog nooit van Fred gehoord. Maar ik herinnerde me:het grootste deel van de staat New York had vroeger netnummer 914. Met een groeiende vraag naar telefoonnummers, het grootste deel van de regio kreeg op een gegeven moment een nieuw netnummer toegewezen - 845 - en iedereen in 845 mocht de rest van hun nummer behouden. (Bedankt, Wikipedia, voor de omschakelingsdatum:15 juni 2000.) Vandaag, het Lamont-schakelbord is op 845-359-2900. Dus ja:dat ding in het bos is, of was, De onze. Maar dat liet veel lege plekken. Onder andere:Waarom is het op deze eenzame plek neergezet? Werd het met opzet verlaten? Wat deed het daar nog? En wie is Fred?

Zuk, die de lengte- en breedtegraad van de gadgets had opgenomen met zijn mobiele telefoon, snel meer informatie gevonden. Internetten, hij vond een technisch rapport van de USGS uit 2001 met een lijst van alle LCSN-installaties op dat moment. Een daarvan was station CRNY (voor Cross River, NY, een buitenwijk); zijn lat/lang kwam overeen met de oliedrum in het bos. Het rapport zei dat het was ingeschakeld in december 1981, en was nog steeds actief vanaf 2001.

Signalen van het station werden ooit uitgezonden door een nu al lang verouderde FM-antenne. Krediet:Karl Zuko

Om te kijken of we meer te weten kunnen komen, Ik heb verschillende voormalige seismologische stafleden opgespoord.

Mitch Goud, een eenmalige elektronicatechnicus van Lamont, en John Armbruster, een nu gepensioneerde seismoloog, beiden herinnerden zich station CRNY. Maar ze hadden niets te maken met het bouwen ervan; dat was voor hun tijd. Ze vertelden me dat, zoals sommige andere afgelegen locaties in het bos, deze heeft wat gewandeld, en alleen het vinden ervan kan een probleem zijn. De seismometer zelf zat niet in het olievat, zei Mitch; het werd begraven op ongeveer 50 voet afstand, over de rand van een klif, verbonden met de trommel door een begraven kabel. De trommel zelf bevatte een andere instrumentatie, en een paar niet-oplaadbare zinkbatterijen die ervoor zorgden dat de opstelling bleef werken. Ongeveer elke zes maanden, ze zouden een nieuwe partij zware vervangende batterijen moeten sjouwen. Zonne-energie zou zoveel gemakkelijker zijn geweest, maar het bos liet niet genoeg licht toe.

Wat betreft de antenne, Mitch zei dat het gegevens had verzonden via conventionele FM-radiosignalen naar een radiotoren in Lamont, ongeveer 30 mijl ten zuidwesten en over de Hudson River. Degene die station CRNY heeft opgezet, moet de plek hebben gekozen omdat, op 961 voet hoogte, het was bijna het hoogste punt in de wijde omtrek, met een vrije zichtlijn naar de ontvanger.

Maar naarmate de tijd verstreek, de FM-setup werd problematisch. Walkie-talkiegesprekken van een nabijgelegen ziekenhuis bleven de frequenties verstoren die door het seismische station werden gebruikt; dito meldkamergesprekken met auto's van een lokale taxidienst. Vervolgens, er waren kosten:decennia lang de federale overheid had gratis gebruik gemaakt van de zendfrequenties als openbare dienst; rond 2005, ze begonnen duizenden dollars aan jaarlijkse licentiekosten te eisen.

Met FM-radio op weg naar buiten, tegen die tijd had het personeel de meeste LCSN-stations al omgezet om digitale signalen uit te zenden die gemakkelijker via internet konden worden verzonden, via bedrade lijnen of zendmasten. Toen rond 2006, Lamont's rottende oude radiotoren werd ontmanteld, FM-ontvangst helemaal afsnijden. De seismologieploeg probeerde later station CRNY nieuw leven in te blazen door een digitale radio-installatie met een kortere frequentie te installeren. Ze kregen het niet voor elkaar, dus in 2011 hebben ze CRNY officieel buiten bedrijf gesteld. Met toestemming van het park, ze lieten alles op zijn plaats, voor het geval ze een andere manier konden bedenken om het op te lossen.

Een team van Lamont-Doherty Earth Observatory plant een tijdelijke seismische monitor in een landbouwveld na een reeks mysterieuze aardbevingen in de buurt van Albany, New York in 2009-2010. Krediet:(Kevin Krajick/Earth Institute)

Wat Fred betreft:Zuk snuffelde rond op het web, en raakte ervan overtuigd dat het Fred Knubel was, een oude woordvoerder van Columbia die stierf in een fietsongeval in 1998. Ik heb dit naar beneden gehaald, en hij had het mis. John Contino, een oude Lamont-technicus vertelde me dat het Fred England moest zijn, een Lamont-technicus die lang geleden was gestopt. Nu waarschijnlijk in de 80, Engeland had vrijwel zeker station CRNY gebouwd en was de oorspronkelijke bewaarder ervan. Als ingenieur, Zuk, was super onder de indruk dat de opstelling van Fred England na 40 jaar buiten nog steeds stond.

Seismoloog Won-Young Kim was jarenlang hoofd van de LCSN tot dit voorjaar, toen hij afscheid nam van zijn geboorteland Zuid-Korea. Won-Young benadrukte in een e-mail dat station CRNY "niet verlaten is. Het verkeert in een slapende toestand."

"We hadden een plan om het opnieuw te activeren wanneer er een behoefte en middelen beschikbaar zijn, " voegde hij eraan toe. "Als er een significante aardbeving is rond NYC, dan kunnen we de site opnieuw in gebruik nemen, zelfs voor korte termijn, " om te controleren op naschokken, hij zei.

Dit is nu misschien moeilijker dan ooit, omdat de federale regering in maart de financiering van het hele LCSN heeft stopgezet. Lamont-wetenschappers protesteerden tegen de schijnbare kostenbesparende stap, maar tevergeefs. Ze proberen nu het geld terug te krijgen, of zoek alternatieve bronnen. De meeste seismometers draaien nog op de automatische piloot, en sommige partnerinstellingen onderhouden ze. Maar niemand bij Lamont verwerkt de gegevens en werkt de LCSN-website niet bij met informatie over de laatste aardbevingen. Het kan slechts een kwestie van tijd zijn voordat verschillende delen van het netwerk uitvallen.

De U.S. Geological Survey blijft de regio monitoren op aardbevingen via haar eigen seismometers. Maar deze zijn dun verspreid, en ontworpen om alleen zeldzame grote evenementen op te pikken, niet de dagelijkse subtiele sleur van de aarde. De laatste aardbeving die op de LCSN-site werd weergegeven, was een beving met een kleine magnitude van 1,5, 13,3 kilometer ten noorden van Potsdam, NY, op 31 maart, 2020. Er waren geen nieuwsberichten dat iemand de aardbeving voelde. Sindsdien hebben zich ongetwijfeld andere aardbevingen voorgedaan in de regio, maar op dit moment, niemand luistert.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.