Uma técnica de sensoriamento remoto que pode detectar mudanças em tempo real em ambientes subterrâneos passou por testes bem-sucedidos no deserto, fora do campus KAUST em Thuwal, Arábia Saudita.

Para evitar o impacto demorado e destrutivo da perfuração, os geólogos estão cada vez mais se voltando para uma abordagem conhecida como imagem sísmica. Este procedimento usa fontes sônicas em muitos locais diferentes para enviar ondas acústicas profundamente no subsolo e, em seguida, mede quanto tempo leva para as ondas retornarem aos receptores na superfície. O tempo de viagem das ondas depende de propriedades como a dureza ou porosidade dos materiais por onde passam, e assim este método pode facilmente identificar características únicas de subsuperfície, como bolsões de água.

Contudo, a imagem sísmica convencional ainda é muito lenta para detectar eventos geológicos em tempo real, observa o geofísico Gerard Schuster da KAUST. "Para um experimento sísmico convencional, você precisa de muitas vistas angulares diferentes para estimar com precisão as propriedades de cada subestrutura, que demanda muitas horas para implantar e estimular fontes sísmicas em centenas de locais diferentes, " ele diz.

Nos últimos 20 anos, Schuster tem trabalhado em uma solução para esse problema, focando em como os padrões cíclicos das ondas acústicas começam a atrasar ou conduzir um ao outro depois de passar por um material subterrâneo. Estas alterações, conhecido como diferenças de fase, pode ser invertido por interferometria sísmica para fornecer informações estruturais de alta resolução enquanto requer muito menos fontes de áudio.

"Esta abordagem requer muito menos esforço, "diz Shuster." Medir as diferenças de tempo entre as fases permite responder a perguntas sobre a dureza e suavidade da geologia com apenas alguns experimentos em vez de centenas. "

Em seu último trabalho, Schuster e colegas realizaram um experimento de lapso de tempo controlado para validar as capacidades de sua tecnologia de interferometria sísmica. Primeiro, a equipe montou uma série de fontes e receptores de áudio em uma duna de areia seca. Então, eles injetaram 12 toneladas de água na duna durante algumas horas enquanto registravam quase cem medições interferométricas para cada local de origem. Esses dados foram transformados a cada dois minutos em instantâneos do fluxo de água subterrâneo à medida que se infiltrava nas camadas subestruturais, vários metros abaixo da superfície.

"Nossas simulações tridimensionais dos experimentos nos convenceram de que o que vimos não era uma leitura falsa, "diz Schuster." O impacto inicial dessas descobertas pode ser útil para engenheiros ambientais que precisam de monitoramento rápido e barato do subsolo - por exemplo, imagens em tempo real de barragens com vazamento, ou levantamentos sísmicos marcianos ou lunares eficientes. "