Sadržaj vlage u zemljištu je veoma važan faktor koji utiče na optimalan rast biljaka i poljoprivrednu proizvodnju. Nedavno objavljena studija naučnika sa Kalifornijskog tehnološkog instituta bavi se novom i veoma zanimljivom metodom za merenje vlage u tlu, u plitkoj podzemnoj zoni između površinskih i podzemnih vodonosnih slojeva.
Inovativna tehnika za precizno merenje vlage
Vadozna zona, podzemni sloj koji je ključan za pristup biljkama i usevima vodi kroz svoje korenje, obično se prati pomoću satelitskog snimanja. Međutim, ovaj metod obezbeđuje samo prosečne podatke niske rezolucije i ne može da očita podatke ispod površine.
Možda vas zanima
Pored toga, vlaga u zoni vadoze može brzo da fluktuira. Tlo koje je zasićeno nakon oluje potencijalno može da se osuši u roku od nekoliko dana.
Novi pristup podrazumeva korišćenje seizmičke tehnologije, koja se obično koristi za merenje vibracija tla tokom zemljotresa, kako bi se procenio nivo vlage u ovoj zoni.
Ovaj metod koristi činjenicu da vibracije od ljudskih aktivnosti, kao što je saobraćaj, takođe prolaze kroz zemlju a usporava ih prisustvo vode – više vlage dovodi do sporijih vibracija. Analizom ovih seizmičkih talasa generisanih svakodnevnim aktivnostima, istraživači mogu da izmere sadržaj vode u zoni vadoze.
Ova inovativna tehnika je rezultat saradnje hidrološkinje Šaođing Rubi Fu i seizmologa Đungven Zana. Njihovi nalazi koriste metod poznat kao distribuirana akustična osetljivost, prvobitno razvijena u Zanovoj laboratoriji. Ovaj metod uključuje slanje laserske svetlosti u neiskorišćene podzemne optičke kablove.
Kada seizmički talasi ili vibracije prolaze kroz ove kablove, lasersko svetlo se savija i prelama. Merenjem ovih promena, istraživači mogu da koriste jedan kabl od 10 kilometara kao mrežu hiljada konvencionalnih seizmičkih senzora.
BESPLATNO i jednostavno: Uradite sami ANALIZU tipa zemljišta u kućnim uslovima
Merenje vlage u zemljištu – seizmološke metode
Nakon zemljotresa magnitude 7,2 u Ridžkrestu u Kaliforniji 2019. godine, Zan je primenio ovaj metod na obližnjem kablu za praćenje naknadnih potresa. Shvatili su da takođe mogu da prate kako svakodnevne vibracije variraju u zavisnosti od vlažnosti tla.
Tokom pet godina istraživanja, prikupljali su podatke i razvili modele za prikaz fluktuacija vlage u zoni vadoze. Njihovo istraživanje pokazalo je značajan pad vlage tokom istorijske suše u Kaliforniji od 2019. do 2022. godine, sa smanjenjem od 0,25 metara godišnje, što je daleko ispod prosečnih nivoa padavina.
Zanimljv podatak do kog su došli je taj da vadozna zona Mohave pustinje svake godine gubi količinu vode koja je ekvivalentna Huverovoj brani. Tokom sušnih godina od 2019. do 2022., zona vadoze je bila potpuno suva.
Mogućnost merenja vlažnosti vadozne zone u realnom vremenu je ključna kada je u pitanju upravljanje upotrebom vode i naporima za očuvanje.
,,Znamo da ovaj metod zaista dobro funkcioniše za ovu konkretnu lokaciju. Mnogi drugi regioni sa istom klimom mogli bi da imaju različite hidrološke procese, poput centralne Kalifornije, gde poljoprivredne operacije povlače vodu, ali region takođe dobija vodu topljenjem snega sa planina Sijera Nevade”, objasnila je Šaođing Rubi Fu, profesorka na Kalifornijskom tehnološkom institutu.
Seizmološki instrumenti ranije nisu korišćeni za merenje vlage u zemljištu u tako velikom obimu i tokom tako dugog perioda. Ovaj revolucionarni projekat u velikoj meri može da promeni upravljanje vlagom u zemljištu u budućnosti.
Izvor: AZO sensors
Komentari