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detector TS -KMSDD de Tokio

La detección de muones promete ser más rápida, económica y fácil de mantener que otros métodos

Todos somos conscientes del devastador impacto que pueden tener los tsunamis, y el potencial de tragedia continúa impulsando la investigación para mejorar los métodos de detección. Un nuevo estudio informa sobre un enfoque poco habitual para la detección de tsunamis: el seguimiento de muones.

Estas partículas elementales altamente energéticas se crean a medida que los rayos cósmicos llegan desde el espacio, están en todas partes en la atmósfera y pueden atravesar casi cualquier cosa, incluido tu: 100.000 de ellos pasarán por tu cuerpo mientras lees esta frase.

Crucialmente, pueden ser desplazados muy levemente en su camino por grandes fuerzas naturales, incluidos los tsunamis.

Se requiere un instrumento increíblemente sensible para detectar el movimiento de los muones, lo que nos lleva al Detector Submarino HiperKilométrico del Fondo Marino de la Bahía de Tokio, o TS-HKMSDD para abreviar. Está instalado dentro del túnel de la autopista Aqua-Line de la Bahía de Tokio.

El TS-HKMSSD tuvo el honor de detectar por primera vez olas de tsunami a través de ondas de muones. Importante desde la perspectiva de las advertencias anteriores, la detección ocurrió en tiempo real y demostró ser muy precisa.

"El detector profundo submarino hiperkilométrico del fondo marino de la bahía de Tokio es el primer observatorio submarino de muones del mundo y detectó una actividad variable de muones durante el tsunami", dice el geofísico Hiroyuki Tanaka, de la Universidad de Tokio en Japón.

detector TS -KMSDD de Tokio

Imagen: Ubicación del Aqua-Line de la Bahía de Tokio (TBAL). El recuadro muestra la vista ampliada de la parte central sur de Japón que incluye la bahía de Tokio (A). La línea roja indica la ubicación de TBAL. La vista transversal de TBAL se muestra en el panel central (B). El símbolo "HKMSDD-SEG" indica la ubicación del TS-HKMSDD actualmente instalado que se extiende 200 m a lo largo del túnel. También se muestra la fotografía de TS-HKMSDD (C). HKMT dibujó el mapa y la imagen con el software Microsoft PowerPoint y posee los derechos de autor de las imágenes y fotografías.

"Esta variación corresponde al oleaje del océano que se midió con otros métodos. La combinación de estas lecturas significa que podemos usar datos muográficos para modelar con precisión los cambios en el nivel del mar, sin pasar por otros métodos que tienen inconvenientes".

Esos otros métodos incluyen mareógrafos, boyas en el agua, imágenes satelitales tomadas desde arriba y varios sensores en el mar mismo. Sin embargo, la detección de muones promete ser más rápida, económica y fácil de mantener que esos enfoques.

La nueva investigación describe cómo el sistema TS-HKMSDD detectó un leve tsunami que pasó por la bahía de Tokio en septiembre de 2021, causado por un tifón que se acercaba a Japón desde el sur. A medida que el océano crecía, el número de muones cambió ligeramente, dispersos por el volumen de agua.

Ahora que el TS-HKMSSD ha demostrado que puede detectar estos cambios de muones, los investigadores sugieren que instrumentos como este podrían instalarse en otros túneles en áreas con riesgo de tsunamis y usarse junto con equipos como mareógrafos como parte de los sistemas de alerta temprana.

"Gracias al éxito que hemos tenido con las primeras pruebas como esta, ya se están probando sistemas similares en el Reino Unido y Finlandia", dice Tanaka.

"Obviamente, una empresa como esta conlleva desafíos, y la instalación de instrumentos delicados en un túnel ocupado podría ser difícil. Pero estamos agradecidos por la cooperación de las agencias responsables del túnel de la Bahía de Tokio".

Los detectores de muones que componen el TS-HKMSSD son en realidad bastante pequeños, de unos 2 metros (6,5 pies) de largo. Actualmente, 20 de ellos están ubicados a lo largo del túnel de carretera debajo de la Bahía de Tokio, trabajando juntos para crear el sistema general.

Además de detectar tsunamis que se aproximan, un sistema como este podría usarse para buscar reservas de gas natural y revelar patrones de antiguos terremotos.

Por ahora, los investigadores se complacen en tener el TS-HKMSSD en funcionamiento como un detector de tsunamis preciso, que con algunos trabajos adicionales estará disponible para alertar a los expertos sobre desastres naturales.

"Hasta donde yo sé, el túnel es ahora la primera carretera nacional activa en el mundo definida como un laboratorio", dice Tanaka.

La investigación ha sido publicada en Scientific Reports: Periodic sea-level oscillation in Tokyo Bay detected with the Tokyo-Bay seafloor hyper-kilometric submarine deep detector (TS-HKMSDD)

Etiquetas: DetectoTsunamiMuonBahía de Tokio
 
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