যখন একটি সিসমিক নেটওয়ার্ক ব্যর্থ হয়, তখন নাগরিক বিজ্ঞান পদক্ষেপ নেয়

12 জানুয়ারী, 2010 এর বিকেলে, হাইতির রাজধানী পোর্ট-অ-প্রিন্সের প্রায় 16 মাইল পশ্চিমে একটি 7.0 মাত্রার ভূমিকম্প আঘাত হানে। রেকর্ডকৃত সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য ভূমিকম্পের বিপর্যয়ের মধ্যে, 100,000 এরও বেশি মানুষ প্রাণ হারিয়েছে। ক্ষতি-বিলিয়ন খরচ ডলারের – এক মিলিয়নেরও বেশি লোককে গৃহহীন করেছে এবং এই অঞ্চলের অনেক অবকাঠামো ধ্বংস করেছে। পৃথিবী প্রায় 8 মাইল অপেক্ষাকৃত অগভীর গভীরতায় ছিঁড়ে যায়, খারাপভাবে নির্মিত ভবনগুলিকে ভেঙে ফেলে।

সেই সময়ে, হাইতির কোন জাতীয় সিসমিক নেটওয়ার্ক ছিল না। বিধ্বংসী ঘটনার পর, বিজ্ঞানীরা সারা দেশে ব্যয়বহুল সিসমিক স্টেশন স্থাপন করেছিলেন, কিন্তু সেই যন্ত্রটির জন্য তহবিল, যত্ন এবং দক্ষতা প্রয়োজন; আজ, সেই স্টেশনগুলি আর কার্যকর নেই৷ 2019 সালে, সিসমোলজিস্টরা বেছে নিয়েছিলেন ভিন্ন কিছু চেষ্টা করুন এবং অনেক কম ব্যয়বহুল — রাস্পবেরি শেকসের মাধ্যমে নাগরিক সিসমোলজি।

14 আগস্ট, 2021-এর সকালে, কোভিড-19 লকডাউন এবং রাজনৈতিক অস্থিরতার গ্রীষ্মের মধ্যে, আরেকটি ভূমিকম্প আঘাত হানে, যা এই রাস্পবেরি-পাই চালিত ডিভাইসগুলি কতটা কার্যকর হতে পারে তা পরীক্ষা করার সুযোগ প্রদান করে। বৃহস্পতিবার সায়েন্সে প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্রে, গবেষকরা বর্ণনা করেছেন রাস্পবেরি শেক ডেটা ব্যবহার করে দেখানোর জন্য যে এই নাগরিক বিজ্ঞান নেটওয়ার্ক সফলভাবে মেইনশক এবং পরবর্তী আফটারশক উভয়ই নিরীক্ষণ করেছে এবং যা একটি কম-সাধারণ রেন্ডিং হতে পরিণত হয়েছে তা সমাধানের জন্য অবিচ্ছেদ্য ডেটা সরবরাহ করেছে। পৃথিবী.

আরও শক্তিশালী ভূমিকম্প

আগস্ট 2021 ইভেন্টটি তার 2010 সালের পূর্বসূরীর চেয়ে 7.2-40 শতাংশ বেশি শক্তিশালী মাত্রার সাথে ক্লক করেছে। এটি একই ফল্ট জোন বরাবর ফেটে যায় তবে আরও গ্রামীণ অঞ্চলে, যার ফলে তুলনামূলকভাবে কম ক্ষতি হয়। তা সত্ত্বেও, প্রায় 2,500 লোক প্রাণ হারিয়েছে, 13,000 আহত হয়েছে এবং কমপক্ষে 140,000 ঘরবাড়ি ধ্বংস বা ক্ষতিগ্রস্ত হয়েছে।

2019 সালে ইনস্টল করা রাস্পবেরি শেকগুলির মধ্যে একটি ভূমিকেন্দ্র থেকে প্রায় 21 কিলোমিটার দূরে অবস্থিত ছিল, যেখানে ভূমিকম্প শনাক্ত করার জন্য যথেষ্ট কাছাকাছি আরও দুটি সিটিজেন স্টেশন রয়েছে৷ পোর্ট-অ-প্রিন্সের আরও দুটি সিসমিক স্টেশনের সাথে – একটি মার্কিন দূতাবাসে এবং একটি স্থানীয় উচ্চ বিদ্যালয়ে অন্য একটি শিক্ষামূলক যন্ত্র – রাস্পবেরি শেক বিজ্ঞপ্তিটি ভূমিকম্পের এক মিনিটের মধ্যে এসেছিল, বলেছেন এরিক ক্যালাইস। (ক্যালাইস 2010 এবং 2021 উভয় ল্যান্ডসেকের পরে আন্তর্জাতিক প্রতিক্রিয়ার নেতৃত্বদানকারী বিজ্ঞানীদের মধ্যে ছিলেন এবং নাগরিক বিজ্ঞান উদ্যোগের একজন নেতা ছিলেন।) কেন্দ্রের কাছে আরও দুটি রাস্পবেরি শেক, ইন্টারনেট সংযোগের সমস্যার কারণে মূল শক চলাকালীন অনুপলব্ধ, তাদের দ্বারা পুনরায় সংযোগ করা হয়েছিল দুই ঘন্টার মধ্যে হোস্ট।

একটি কম দরকারী নেটওয়ার্ক

ভূমিকম্প সহ — ভূমিতে যে কোনও গর্জন শনাক্ত করতে আপনার সেন্সর সহ একটি সিসমিক স্টেশন, ডেটা রেকর্ড করার একটি মাধ্যম, সেই তথ্য সংরক্ষণ করার একটি জায়গা এবং পুরো কনট্রাপশন চালানোর শক্তি প্রয়োজন। সিসমোলজিস্টরা সাধারণত ব্যয়বহুল সিসমিক স্টেশনগুলির উপর নির্ভর করে যেগুলি মানুষ, বাতাস এবং এমনকি বায়ুমণ্ডলীয় চাপের পরিবর্তনের কারণে সৃষ্ট পটভূমির কম্পন কমাতে সাবধানে ইনস্টল করা আবশ্যক। রিয়েল টাইমে ডেটা রিপোর্ট করার জন্য, স্টেশনগুলির সেলুলার নেটওয়ার্ক বা স্যাটেলাইট লিঙ্কগুলির মাধ্যমে ধ্রুবক যোগাযোগের প্রয়োজন। এই উদ্দেশ্যে বিশেষভাবে প্রশিক্ষিত বিশেষজ্ঞদের দ্বারা এই স্টেশনগুলি রক্ষণাবেক্ষণ করা আবশ্যক।

2010 সালের ভূমিকম্পের পর নতুন স্থাপন করা হয়েছে প্রচলিত সিসমিক নেটওয়ার্ক হাইতির খনি ও শক্তি ব্যুরো দ্বারা রক্ষণাবেক্ষণ করা হয়েছিল। 2018 সাল নাগাদ, যখন একটি 5.9 মাত্রার ভূমিকম্পে 17 জনের মৃত্যু হয়েছিল, তখন এই স্টেশনগুলির কোনোটিই কার্যকর ছিল না, যা হাইতির জনসংখ্যাকে মার্কিন ভূতাত্ত্বিক জরিপ দ্বারা দূরবর্তীভাবে সংগৃহীত তথ্যের উপর নির্ভর করতে বাধ্য করেছিল।

সহ-লেখক এবং সিসমোলজিস্ট অ্যান্থনি লোম্যাক্সের মতে, হাইতিয়ান বিজ্ঞানীদের কাছ থেকে তার ধারণা হল যে একটি স্থিতিশীল সিসমিক নেটওয়ার্কের প্রধান প্রতিবন্ধকতা হল সাধারণ অনাচার, সরঞ্জাম চুরি থেকে মুক্তিপণ অপহরণ পর্যন্ত।

“পোর্ট-অ-প্রিন্স থেকে প্রদেশে যাওয়ার তিনটি প্রধান রাস্তা গ্যাং দ্বারা নিয়ন্ত্রিত,” ক্যালাইস সম্মত হন। “ভূমিকম্পের পর মানবিক সাহায্য যাতে যেতে পারে তার জন্য গুলি ও ডাকাতি বন্ধ করার জন্য সরকারকে তাদের অর্থ প্রদান করতে হয়েছিল।”

উদ্ধার রাস্পবেরি ঝাঁকান

রাস্পবেরি শেকস — সস্তা প্লাগ-এন্ড-প্লে সিসমিক স্টেশন যেগুলির জন্য সামান্য রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন — প্রচলিত সিসমিক নেটওয়ার্ককে জর্জরিত করে এমন অনেক সমস্যার সমাধান করতে পারে৷ একটি রাস্পবেরি পাই কম্পিউটার দ্বারা সমর্থিত যা সার্ভারে ডেটা আপলোড পরিচালনা করে, রাস্পবেরি শেক্সের যথাক্রমে ডেটা স্টোরেজ এবং পাওয়ার প্রদানের জন্য একটি ইন্টারনেট সংযোগ এবং ওয়াল সকেট প্রয়োজন। যদিও প্রচলিত সিসমিক স্টেশনগুলির প্রতিটির দাম $10,000 এর বেশি হতে পারে, এই যন্ত্রগুলি তার একটি ভগ্নাংশ: প্রায় $400৷

যদিও একাধিক মডেল বিদ্যমান যা বিভিন্ন জিনিস পরিমাপ করতে পারে (যেমন এই রাস্পবেরি শেক এবং বুম, যার মধ্যে একটি ইনফ্রাসাউন্ড ডিটেক্টরও রয়েছে), হাইতির নাগরিক বিজ্ঞান নেটওয়ার্ক মোতায়েন করার জন্য দায়ী বিজ্ঞানীরা বেছে নিয়েছিলেন রাস্পবেরি শেক 4D, যার মধ্যে একটি উল্লম্ব বেগ সনাক্তকারী এবং অ্যাক্সিলোমিটার রয়েছে যা দুটি অনুভূমিক দিকের পাশাপাশি উপরে-নিচের গতিবিধি পরিমাপ করে। এই প্রকল্পের জন্য তহবিল মূলত দুটি ফরাসি প্রতিষ্ঠান থেকে আসে, সহ-লেখক ফ্রাঙ্কোয়েস কোরবোলেক্স বলেছেন। রাস্পবেরি শেক নেটওয়ার্ক বেশিরভাগ হাইতি জুড়ে স্টিভ সিমিথ এবং ক্যালাইস দ্বারা ইনস্টল করা হয়েছিল।

সিমিথ, ক্যালাইস এবং তাদের সহযোগী নাগরিক বিজ্ঞানীরা সুবিধাজনক স্থানে স্টেশন স্থাপন করেছিলেন, যেমন উপরে উল্লিখিত বসার ঘর, যেগুলি বরং কোলাহলপূর্ণ লোকেল হওয়ার প্রবণতা ছিল। এই স্টেশনগুলির দ্বারা বাছাই করা পরিবেষ্টিত কম্পনগুলি সাধারণত একটি প্রচলিত সিসমিক স্টেশনের তুলনায় অনেক বেশি যা দৈনন্দিন জীবনের কম্পন থেকে রক্ষা করে বিশেষভাবে ডিজাইন করা ভল্ট. গোলমাল সত্ত্বেও, এই রাস্পবেরি শেকগুলি এখনও এমন একটি দেশে মূল্যবান তথ্য সরবরাহ করে যেখানে অন্যান্য সিসমিক যন্ত্রের অভাব রয়েছে।

বর্তমানে, অনেক স্টেশন রিয়েল টাইমে ডেটা প্রদান করে, এ উপলব্ধ ayiti-seismes প্ল্যাটফর্ম. এই নেটওয়ার্কটি সর্বশেষ অবস্থান এবং মাত্রা সহ অন্যান্য ক্যারিবিয়ান আঞ্চলিক নেটওয়ার্কগুলির তুলনায় হাইতিতে অনেক ছোট মাত্রার ভূমিকম্প সনাক্ত করতে পারে ওয়েবসাইটে উপলব্ধ.

ঝাঁকুনি পরীক্ষা

ভূমিকম্পের নিকটবর্তী রাস্পবেরি শেক স্টেশন, R50D4, ভূমিকম্পের সময় এবং পরে উভয় ক্ষেত্রেই অমূল্য তথ্য প্রদান করে। প্রথমত, পিক গ্রাউন্ড অ্যাক্সিলারেশন — সেই সিসমিক স্টেশনের অবস্থানে ভূমিকম্পের সময় ভূমির সর্বোচ্চ ত্বরণ — প্রত্যাশিত থেকে কিছুটা বেশি ছিল। দ্য প্রত্যাশিত মান 2012 সালে প্রকাশিত বিল্ডিং কোডগুলিতে চলে যায়। লোম্যাক্স বলেন, উচ্চতর ফ্লোরে সাধারণত ত্বরণ এবং ঝাঁকুনি বেশি হয়। এটি বোঝায় যে নতুন, বহুতল বিল্ডিংগুলি 2021 ইভেন্ট সহ্য করার জন্য ডিজাইন করা হয়নি।

যাই হোক না কেন, হাইতিয়ান ভবনগুলির মাত্র 10 শতাংশেরও কম প্রকৌশলী দ্বারা ডিজাইন এবং যাচাই করা হয়, ক্যালাইস বলেছেন। “কোড অনুসরণ করা বা না করা প্রকৌশলীদের উপর নির্ভর করে,” তিনি ব্যাখ্যা করেছিলেন। “কোন দায় নেই।”

একক ভাল-অবস্থিত স্টেশন, R50D4, সিসমোলজিস্টদের পরীক্ষা করার সুযোগ দিয়েছে যে তারা শুধুমাত্র একটি সিসমিক স্টেশন ব্যবহার করে আফটারশক সনাক্ত করতে মেশিন লার্নিং ব্যবহার করতে পারে কিনা। তারা গ্রাউন্ডেক এবং শব্দের ডাটাবেস ব্যবহার করে -3.0-এর চেয়ে বড় ভূমিকম্প সনাক্ত করার জন্য অ্যালগরিদমকে প্রশিক্ষণ দেয়। লোম্যাক্স বলেন, স্টেশন R50D4-এ প্রয়োগ করা এই মেশিন-লার্নিং পদ্ধতিটি স্টেশনের কাছাকাছি পরবর্তী যেকোনো আফটারশকের জন্য সময় এবং আনুমানিক মাত্রা দিয়েছে।

ফলস্বরূপ ক্যাটালগটি সম্পূর্ণ নাগরিক সিসমিক নেটওয়ার্ক দ্বারা উত্পাদিত আফটারশকের ক্যাটালগের সাথে অবিশ্বাস্যভাবে ভাল তুলনা করেছে। “এআই শব্দের মধ্যে লুকানো সংকেত খুঁজে পেতে বেশ শক্তিশালী, যদি অ্যালগরিদমটি ল্যান্ডসেকগুলিকে চিনতে সঠিকভাবে প্রশিক্ষিত হয়,” ক্যালাইস বলেছিলেন।

এই অধ্যয়নটি ফাটলের স্থানের কাছাকাছি পর্যবেক্ষণের গুরুত্ব তুলে ধরে, সিসমোলজিস্ট ওয়েনুয়ান ফ্যান বলেছেন, যিনি এই গবেষণায় জড়িত ছিলেন না। “এমনকি বিরল, কম খরচে, অপেক্ষাকৃত কোলাহলপূর্ণ পর্যবেক্ষণগুলি বিপদ প্রশমন এবং ঝুঁকি ব্যবস্থাপনায় সহায়তা করতে পারে।”

স্লিপের ক্লাস্টার, কম্পনের ক্লাস্টার

রাস্পবেরি শেক ডেটা যে তথ্য প্রদান করেছে তার মধ্যে একটি হল হাইতির ফল্ট সিস্টেমের জটিল প্রকৃতি। যে দোষে 2010 এবং 2021 ল্যান্ডসেক আঘাত করেছিল তা প্রাথমিকভাবে বলে মনে হচ্ছে স্ট্রাইক-স্লিপ, যেখানে দুটি টেকটোনিক প্লেট একে অপরের দিকে বা দূরে সরে যাওয়ার পরিবর্তে একে অপরের কাছ থেকে পিষে যায়। কিন্তু হাইতিতে, ক্যারিবিয়ান প্লেট উত্তর আমেরিকার প্লেটের বিরুদ্ধে স্ক্র্যাপ করে যখন এটির দিকে ঠেলে দেয়। এই তির্যক আন্দোলনের অর্থ হল স্ট্রাইকেকগুলি স্ট্রাইক-স্লিপ উভয়ই হতে পারে, পাশাপাশি একটি বিপরীত উপাদানও থাকতে পারে, যেখানে তারা এখানে একটি কোণে একত্রিত হয়। এই বিপরীত ফল্টগুলি ভূগর্ভে লুকিয়ে থাকে এবং স্ট্রাইক-স্লিপ ফল্টগুলির বিপরীতে, নীচে থেকে সর্বনাশ ঘটানোর সময় কখনও পৃষ্ঠের উপরে নাও যেতে পারে।

2010 সালের ভূমিকম্পে এই উভয় ধরণের প্লেট গতির উপাদান রয়েছে এবং ভূমিকম্পের তথ্য বিশ্লেষণ করে 2021 সালে একই ঘটনা ঘটেছিল।

তাদের বিশ্লেষণের উপর ভিত্তি করে, যার মধ্যে রয়েছে রাস্পবেরি শেক ডেটা এবং দূরত্বে অবস্থিত প্রচলিত সিসমিক স্টেশনের তথ্য, ক্যালাইস এবং তার সহকর্মীরা দেখতে পান যে 2021 সালের ভূমিকম্প দুটি পৃথক উপ-ইভেন্টে বিভক্ত হতে পারে। ভূমিকম্প একটি খোঁচা হিসাবে শুরু হয়েছিল, যার মধ্যে একটি দিক অন্য দিকে আপেক্ষিকভাবে উপরে উঠেছিল, কিন্তু এটি বেশিরভাগই লুকানো ছিল – ভূমিকম্পের এই অংশটি পৃষ্ঠকে লঙ্ঘন করেনি। দ্বিতীয় উপ-ইভেন্টটি ছিল স্ট্রাইক-স্লিপ উপাদান যা প্রথম অংশের পশ্চিমে এবং পরে ঘটেছিল। ক্যালাইসের মতে, এই ফাটলটি অগভীর ছিল এবং পৃষ্ঠটি ভেঙে দিয়েছে।

থ্রাস্ট-সাব ইভেন্ট স্ট্রাইক-স্লিপকে “ট্রিগার” করে থাকতে পারে। লোম্যাক্স বলেছেন যে তারা নিছক কাকতালীয় প্রায় অসম্ভব।

“আরও কাজ আমাদের বলবে,” ক্যালাইস বলেছিলেন, পুরো ভূমিকম্পের এই দুটি অংশের মধ্যে কী সম্পর্ক। “ভূমিকম্প একটি উপ-ইভেন্টের পরে থেমে যেত, কিন্তু ফাটলটি কাছাকাছি আরেকটি অংশে লাফ দেওয়ার জন্য যথেষ্ট শক্তি বহন করেছিল,” তিনি বলেছিলেন, “2010 এর মতোই!”

বিজ্ঞান, 2022. DOI: 10.1126/বিজ্ঞান.abn1045

অলকা ত্রিপাঠী-ল্যাং পিএইচডি সহ একজন ফ্রিল্যান্স বিজ্ঞান লেখক ভূতত্ত্বে তিনি ভূমিকম্প, আগ্নেয়গিরি এবং আমাদের গ্রহের অভ্যন্তরীণ কাজ সম্পর্কে লিখেছেন।