Onderzoekers hebben een innovatieve methode ontwikkeld om de bodemstructuur onder dichtbevolkte stedelijke gebieden te analyseren door gebruik te maken van natuurlijke trillingen. Deze techniek zet zogenaamde 'thunderquakes' — seismische golven veroorzaakt door onweer — in als een instrument om een gedetailleerd beeld van de ondergrond te verkrijgen. Volgens sciencenews.org fungeert dit proces in feite als een röntgenfoto van de aarde.
Het in kaart brengen van de ondergrond in steden is doorgaans een kostbare en complexe operatie, waarbij vaak invasieve methoden zoals boringen worden toegepast. De nieuwe benadering maakt echter gebruik van energie die door de natuur wordt geleverd. Wanneer bliksem inslaat, ontstaat er een krachtige schokgolf door de plotselinge expansie van lucht. Deze energie plant zich niet alleen door de lucht voort, maar dringt ook diep in de bodem door. In de berichtgeving van wordt toegelicht dat deze specifieke trillingen essentieel zijn voor het verzamelen van data over de samenstelling van de aardlagen.
De technische doorbraak zit in de manier waarop deze signalen worden opgevangen. In plaats van het installeren van kostbare seismometers, maken de wetenschappers gebruik van Distributed Acoustic Sensing (DAS). Deze technologie maakt het mogelijk om bestaande glasvezelkabels, die al voor internet en telecommunicatie onder steden liggen, te transformeren tot een uitgebreid netwerk van sensoren. Door laserlicht door deze kabels te sturen, kunnen minuscule vervormingen worden geregistreerd die optreden wanneer een donderbeving de grond raakt. Zoals beschreven door , stelt dit onderzoekers in staat om de timing en intensiteit van de signalen te analyseren.
Omdat verschillende materialen in de bodem, zoals zand, water of gesteente, trillingen op uiteenlopende wijzen geleiden, kan de stratigrafie van de ondergrond nauwkeurig worden bepaald. Dit biedt belangrijke voordelen voor de stedelijke planning en de veiligheid van infrastructuur. Het stelt experts in staat om onstabiele bodemlagen, verborgen holtes of oude, niet-gedocumenteerde structuren op te sporen voordat er nieuwe bouwprojecten starten. Daarnaast helpt het bij het begrijpen van de voortplanting van seismische golven, wat bijdraagt aan het aardbevingbestendig maken van gebouwen.
Een van de grootste troeven van deze methode is het passieve karakter ervan. Er zijn geen kunstmatige explosies of zware machines nodig om trillingen op te wekken, aangezien het onweer de benodigde energie levert. Bovendien zijn de kosten voor monitoring aanzienlijk lager omdat de noodzakelijke infrastructuur in de vorm van glasvezelnetwerken reeds aanwezig is. Hoewel de techniek afhankelijk is van weersomstandigheden, biedt de toenemende dichtheid van digitale netwerken een unieke kans voor continue, niet-invasieve monitoring. De resultaten, zoals gedeeld via , openen nieuwe perspectieven voor geofysisch onderzoek in stedelijke omgevingen.