Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Metamateriał może ochronić przed tsunami

Recommended Posts

Ochrona wybrzeży przed falami to poważne wyzwanie dla specjalistów na całym świecie. Matematycy z University of Liverpool wraz z fizykami z Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) i Aix-Marseille Universite, odkryli, że wybrzeża można chronić dzięki... metamateriałom.

Obecnie ochrona przed falami polega na budowaniu struktur, które są w stanie je rozbić. Jednak budowle te są bezsilne, w przypadku fal, które przeleją się nad nimi lub też będą na tyle potężne by je zniszczyć. Ponadto rozbijanie fal nie zapobiega ich dotarciu na wybrzeże i wyrządzeniu szkód.
Opracowana przez uczonych struktura ma cylindryczny kształt i składa się ze słupów, które kierują wodę wzdłuż koncentrycznie ułożonych korytarzy, prowadząc je do wewnątrz budowli. Całość przypomina wirówkę.

W takiej "wirówce" fale nie są rozbijane, ale kierowane w inne miejsce, tam, gdzie nie wyrządzą szkód. Co więcej sama struktura jest dla fali niewidoczna. Nie stanowi dla niej przeszkody, więc nie grozi jej zniszczenie.

Naukowcy chcą teraz wypróbować swój laboratoryjny model w świecie rzeczywistym. Jeśli próby się powiodą, "niewidzialne" dla fal struktury pomogą chronić platformy wiertnicze w czasie sztormów czy wybrzeża przed tsunami.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy poinformowali o zarejestrowaniu najwyższej fali morskiej na południowej półkuli. Podczas silnego sztormu na Oceanie Południowym w pobliżu należącej do Nowej Zelandii Wyspy Campbella boja zarejestrowała falę o wysokości 23,8 metra. Oceanograf Tom Durrant mówi, że poprzedni rekord należał do zarejestrowanej w 2012 roku fali o wysokości 22,03 metra.
      O ile nam wiadomo, to najwyższa fala zarejestrowana na półkuli południowej, mówi Durrant i dodaje, że Ocean Południowy jest tym miejscem, na którym powstają obiegające całą planetę martwe fale. Surferzy w Kalifornii będą mogli za około tydzień skorzystać z energii właśnie zanotowanej fali, stwierdza uczony.
      Zdaniem Durranta podczas wspomnianego sztormu mogły powstawać fale o wysokości przekraczającej 25 metrów, jednak boja badawcza ich nie zarejestrowała.
      Wspomniana boja została zainstalowana w marcu. Jej zadaniem jest rejestrowanie ekstremalnych zjawisk na Oceanie Południowym. Aby na jak najdłużej zachować energię w akumulatorach pracuje ona jedynie przez 20 minut co trzy godziny. Bardzo prawdopodobne, że najwyższe fale powstawały, gdy boja nie pracowała, wyjaśnia Durrant.
      Najwyższa zarejestrowana fala w historii miała wysokość 30,5 metra. Pojawiła się ona w 1958 roku w Zatoce Lituya na Alasce po tsunami wywołanym trzęsieniem ziemi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      NASA zdobyła dowody obrazujące potęgę trzęsień Ziemi i tsunami. Kelly Brunt, specjalistka ds. kriosfery, i jej zespół wykazali związek pomiędzy trzęsieniem ziemi, które nawiedziło Japonię w marcu 2011 roku, a cieleniem się lodowca na Antarktydzie.
      Natychmiast po trzęsieniu Brunt wraz ze współpracownikami zaczęli obserwować Antarktydę i zauważyli, że niedługo po dotarciu tam fali tsunami, lodowiec z szelfu Sulzbergera zaczął się cielić.
      O potędze zjawiska niech świadczy fakt, że fala miała do przebycia 13 800 kilometrów, a mimo to uderzyła z taką siłą, że oderwaniu uległy góry lodowe o łącznej powierzchni około 120 kilometrów kwadratowych. Warto przy tym zauważyć, że w tym miejscu od co najmniej 46 lat nie oderwała się żadna inna góra lodowa.
      Naukowcy oceniają, że fale, które dotarły do Antarktydy miały jedynie 30 centymetrów wysokości, jednak ich gęstość była wystarczająco duża, by skruszyć lód o grubości 80 metrów.
      Powiązanie cielenia się lodowców z trzęsieniami ziemi może pomóc w wyjaśnieniu wielu zagadek z przeszłości. W 1868 roku oficerowie chilijskiej marynarki wojennej informowali o napotkaniu niespotykanych w danym sezonie gór lodowych na południu Pacyfiku. Później spekulowano, że ich obecność ma związek z trzęsieniem ziemi, które miało miejsce miesiąc wcześniej. Teraz wiadomo, że jest to najbardziej prawdopodobne wyjaśnienie.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Mieszkańcy domu spokojnej starości Suisyoen dochodzą do siebie po marcowym trzęsieniu ziemi w Japonii, korzystając z pomocy robota Paro. Wygląda on jak młode foki grenlandzkiej.
      Suisyoen znajduje się 27 km na południe od elektrowni atomowej Fukushima nr 1. Nie uległ uszkodzeniu ani w wyniku samego trzęsienia, ani tsunami, pensjonariusze obawiali się jednak skażenia nuklearnego. Podobnie zresztą jak władze, które zdecydowały o czasowej ewakuacji ośrodka (zakończyła się ona dopiero w połowie maja). Tydzień po powrocie staruszków firma Daiwa House zaoferowała wypożyczenie dwóch urządzeń na okres dwóch lat. Normalnie za miesiąc wynajmu trzeba zapłacić 155 dol.
      Pensjonariusze z przyjemnością korzystają z usług Miłości i Pokoju (takie imiona nadano zautomatyzowanym foczkom). Taku Katoono, dyrektor generalny domu Suisyoen, uważa, że Paro to doskonała alternatywa dla zooterapii. Bateria wytrzymuje 1,5 godz. pracy, dlatego staruszkowie korzystają z robota rano, potem następuje przerwa na doładowanie, a wieczorem znów można poprzytulać się do sztucznej foczki z antybakteryjnym futrem lub powierzyć jej swoje lęki czy tajemnice. Co istotne, Paro pomagają też w podtrzymywaniu aktywności fizycznej. Władze Suisyoen deklarują, że jeśli będzie trzeba, w domu pojawi się więcej terapeutycznych robotów. Po kataklizmie w domu znalazło się bowiem trochę osób, które straciły swoje domy.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na California Institute of Technology powstała pierwsza dioda akustyczna - urządzenie, które dopuszcza rozprzestrzenianie się fali dźwiękowej tylko w jednym kierunku i pozwala przy tym kontrolować jej częstotliwość. Pomysł diody zapożyczono z elektroniki. Umożliwia ona fali - w tym wypadku fali dźwiękowej - na przepłynięcie w jedną stronę, blokując ruch w odwrotnym kierunku.
      Badaliśmy fizyczny mechanizm, który stanowi różnicę pomiędzy stanem pozwalającym na transmisję i stanem go blokującym. Dzięki eksperymentom i symulacjom zaprezentowaliśmy, po raz pierwszy w historii, jednokierunkową transmisję fali dźwiękowej w słyszalnych częstotliwościach - informuje profesor astronautyki i fizyki stosowanej Chiara Daraio, główna autorka artykułu nt. badań.
      Jednokierunkowa transmisja dźwięku może być bardzo ważna w architekturze - stwierdził Georgios Theochartis, współpracownik Daraio. Pozwoli ona np. słyszeć dźwięk z pokoju A w pokoju B, ale już taki sam dźwięk z pokoju B nie będzie słyszalny w  pokoju A.
      System opiera się na wykorzystaniu elastycznych sferycznych kryształów, które przenoszą wibracje wywoływane dźwiękiem. Można je łatwo dostosowywać do różnych wymagań i skalować. Niewykluczone, że w przyszłości pomysł znajdzie też inne zastosowanie niż tylko ochrona przez niepożądanym hałasem.
      System Daraio jest bardzo czuły na zmiany ciśnienia czy na ruch, dzięki czemu można go wykorzystać w czujnikach dźwiękowych. Może pracować na różnych częstotliwościach i pozwala też na zmianę częstotliwości fali dźwiękowej. Możemy na przykład wygłuszyć niepożądane dźwięki z pracującej maszyny, przesyłając falę dźwiękową do przetwornika, który zmieni ją w energię elektryczną - dodaje Daraio. Uczona sądzi, że poza wygłuszaniem pomieszczeń jej system można będzie wykorzystać m.in. do budowy biomedycznych urządzeń korzystających z ultradźwięków.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Profesor Andreas Vött z Uniwersytetu w Moguncji uważa, że starożytnej Olimpii, której odkopywanie rozpoczęto w XIX wieku, nie przykryły osady rzeczne, ale osady naniesione przez... tsunami.
      W starożytności Olimpia była najważniejszym miejscem kultu Zeusa. To tutaj znajdował się święty gaj Altis i tutaj rozgrywano Igrzyska Olimpijskie. Najważniejszą zaś świątynią Olipii była pochodząca z V wieku p.n.e świątynia Zeusa, wewnątrz której stał jeden z siedmiu cudów świata - posąg Zeusa autorstwa Fidiasza.
      W III wieku naszej ery Olimpię nawiedziła seria trzęsień ziemi, które w dużym stopniu zniszczyły miasto. Później, w obliczu najazdów barbarzyńców zaczęto otaczać je murami, a materiał na nie pozyskiwano ze starożytnych budowli. W roku 380 n.e. cesarz Teodozjusz I Wielki, ostatni władca, który rządził całym Cesarstwem Rzymskim, zabronił organizowania zawodów sportowych w Olimpii.
      Ponownego odkrycia miasta dokonał w 1766 roku brytyjski antykwariusz Richard Chandler, a w roku 1828 prace wykopaliskowe rozpoczęła francuska ekspedycja. Olimpia była przykryta w niektórych miejscach nawet 8-metrową warstwą osadów.
      Dotychczas sądzono, że zostały one naniesione przez rzekę. Teraz niemiecki naukowiec twierdzi, ze przyniosły je wielokrotne fale tsunami.
      Vött wraz ze swoim zespołem badają tsunami, które wydarzyły się na Morzu Śródziemnym w ciągu ostatnich 11 tysięcy lat. Jego zdaniem badania geomorfologiczne oraz sedymentologiczne dowodzą, że osady pokrywające Olimpię zostały naniesione przez tsunami.
      Ani skład ani grubość osadów z Olimpii nie pasują do potencjału hydraulicznego rzeki Kladeos i składu geomorfologicznego doliny, w której znajduje się miasto. Jest wysoce nieprawdopodobne, by osady zostały naniesione przez tę rzeczkę - mówi uczony. Dotychczas sądzono, że dzieła zniszczenia w Olimpii dokonało trzęsienie ziemi z 551 roku n.e., a ruiny przykryły osady naniesione przez Kladeos. Nie potrafiono jednak wytłumaczyć, jak niewielka rzeka mogła  przykryć Olimpię wieloma metrami osadów, a następnie wryć się 10-12 metrów wgłąb gruntu poniżej poziomu, na którym musiałaby płynąć w starożytności. Teraz okazuje się,że nie trzeba wyjaśniać tej tajemnicy, gdyż jej nie ma.
      Szczegółowe badania wykazały, że miasto było wielokrotnie zalewane katastrofalnymi powodziami, a resztki skorupiaków, mięczaków i obfitość otwornic w osadach wskazują, że Olimpię zalewała woda morska. Musiała ona wdzierać się z wielką siłą i prędkością, gdyż miasto położone jest na wysokości 33 metrów nad poziomem morza. Najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem powodzi jest zatem fala tsunami.
      Wcześniej Olimpia nie znajdowała się w odległości 22 kilometrów od morza, jak ma to miejsce obecnie. Wówczas linia brzegowa znajdowała się osiem lub więcej kilometrów bliżej - mówi Vött. Sądzi on, że woda szybko wdzierała się do doliny, ale powoli się z niej wycofywała, gdyż była blokowana przez kolejne nadciągające fale oraz pozostawiane osady. Analizy wskazują, że takie wydarzenia miały miejsce kilkukrotnie w ciągu ostatnich 7000 lat, a jedno z ostatnich tsunami ostatecznie zniszczyło i pogrzebało Olipię w VI wieku n.e.
      Teorię o tsunami potwierdzają też osady na wzgórzach położonych powyżej Olimpii. Są one bardzo podobne do osadów z miasta. Ponadto, jak zauważa Vott, gdyby miasto zostało zniszczone przez trzęsienie ziemi, to szczątki kolumn Świątyni Zeusa tworzyłyby rumowiska, leżąc jedne na drugich. Tymczasem są one porozrzucane, co może wskazywać, że unosiły się w materiale osadowym.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...