Time series of radon in air & anomalies as precursors of seismic activity

हमारे पैरों के नीचे की जमीन शायद ही कभी उतनी स्थिर होती है जितनी वह दिखाई देती है। उन क्षेत्रों में जहाँ टेक्टोनिक प्लेटें एक-दूसरे से टकराती हैं, पृथ्वी की पपड़ी निरंतर, अदृश्य तनाव के अधीन होती है। किसी बड़े भूकंप के आने से बहुत पहले, यह तनाव चट्टानों के भीतर सूक्ष्म दरारें खोल और बंद कर सकता है, जिससे जमीन के गहरे नीचे फंसे गैसों के सतह पर निकलने के तरीके में बदलाव आता है। ऐसी ही एक गैस रेडॉन है, जो एक प्राकृतिक रूप से उत्पन्न होने वाला, अदृश्य तत्व है जो मिट्टी से रिसता है। दशकों से, वैज्ञानिक इस बात को लेकर विचार कर रहे हैं कि क्या रेडॉन के स्तर में अचानक होने वाली वृद्धि एक चेतावनी संकेत के रूप में काम कर सकती है, जो पृथ्वी की ओर से एक सूक्ष्म फुसफुसाहट हो सकती है कि एक हिंसक कंपन आने वाला है। चुनौती हमेशा इन संभावित चेतावनी संकेतों को दैनिक जीवन के शोर से अलग करने की रही है, जैसे कि मौसम, हवा या आर्द्रता में बदलाव, जो यह भी प्रभावित करते हैं कि कितनी रेडॉन हवा तक पहुँचती है।

क्रीट द्वीप पर केंद्रित एक हालिया अध्ययन में, निकोस पेट्राकिस नामक एक शोधकर्ता ने यह परीक्षण करने के लिए प्रयास किया कि क्या ये गैस उतार-चढ़ाव वास्तव में भूकंपीय गतिविधि की भविष्यवाणी कर सकते हैं। क्रीट यूरोप के सबसे सक्रिय भूकंप क्षेत्रों में से एक में स्थित है, जो इस तरह के शोध के लिए एक महत्वपूर्ण स्थान बनाता है। लक्ष्य एक पूर्ण भविष्यवाणी प्रणाली का दावा करना नहीं था, बल्कि यह देखना था कि क्या एक विशिष्ट प्रकार का कंप्यूटर विश्लेषण उस पैटर्न को पहचान सकता है जहाँ मौसम की स्थितियाँ बदलने के बावजूद, भूकंप से ठीक पहले रेडॉन का स्तर बढ़ जाता है। स्थानीय वायु माप को एक शक्तिशाली मशीन लर्निंग टूल के डेटा के साथ जोड़कर, अध्ययन का उद्देश्य यह अंतर करना था कि क्या रेडॉन का उछाल किसी तूफान के कारण हुआ है या पृथ्वी के हिलने की तैयारी के कारण।

यह शोध जून 2023 से जनवरी 2024 तक सात महीने की अवधि के दौरान, क्रीट के उत्तर-पूर्वी भाग में आयोजित किया गया था। वैज्ञानिक ने रेडॉन के स्तर को निरंतर ट्रैक करने के लिए एक पहाड़ी पर 540 मीटर की ऊँचाई पर, जमीन से लगभग 2.5 मीटर ऊपर, एक संवेदनशील वायु मॉनिटर लगाया। यह उपकरण, जो घरेलू उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया एक कॉम्पैक्ट यूनिट है लेकिन उच्च-परिशुद्धता माप में सक्षम है, हर क्षण हवा में रेडॉन की सांद्रता को रिकॉर्ड करता था। डेटा विश्वसनीय सुनिश्चित करने के लिए, शोधकर्ता ने एक नजदीकी आधिकारिक स्टेशन से दैनिक मौसम रिपोर्ट भी एकत्र की, जिसमें तापमान, वायु दाब, आर्द्रता, वर्षा और हवा की गति को ट्रैक किया गया। यह महत्वपूर्ण था क्योंकि मौसम के बदलाव रेडॉन को ऊपर या नीचे धकेल सकते हैं, जिससे भूकंप के संकेतों को छिपाने की संभावना रहती है।

डेटा के इस प्रवाह को समझने के लिए, अध्ययन ने 'एक्सट्रीम ग्रेडिएंट बूस्टिंग' (Extreme Gradient Boosting) नामक एक परिष्कृत कंप्यूटर पद्धति का उपयोग किया। इस टूल को एक अत्यधिक प्रशिक्षित पैटर्न-पहचान इंजन के रूप में समझें जो विभिन्न चरों के बीच जटिल, गैर-रेखीय संबंधों को सीख सकता है। एक साधारण सीधी रेखा खोजने के बजाय, इस प्रणाली ने सीखा कि हवा, दबाव और तापमान का संयोजन आमतौर पर रेडॉन के स्तर को कैसे प्रभावित करता है। एक बार जब कंप्यूटर विभिन्न मौसम स्थितियों के तहत गैस के "सामान्य" व्यवहार को समझ गया, तो वह यह चिह्नित कर सकता था कि रेडॉन का स्तर अपेक्षित स्तर से कितना विचलित हुआ है। शोधकर्ताओं ने एक महत्वपूर्ण विचलन को एक ऐसे परिवर्तन के रूप में परिभाषित किया जो मौसमी औसत से स्पष्ट रूप से अलग हो, विशेष रूप से उन उछालों की तलाश की जो सामान्य से दो मानक विचलन (standard deviations) से अधिक थे।

इस विश्लेषण के परिणामों ने एक सम्मोहक संबंध का खुलासा किया। अध्ययन अवधि के दौरान, कंप्यूटर मॉडल ने कई ऐसे उदाहरणों की पहचान की जहाँ रेडॉन का स्तर अप्रत्याशित रूप से बढ़ गया। ये उछाल यादृच्छिक नहीं थे; इनके बाद 4.3 से 5.1 की तीव्रता वाले भूकंप आए। अध्ययन उन भूकंपों पर केंद्रित था जो निगरानी स्टेशन से एक विशिष्ट दूरी के भीतर हुए थे, यह क्षेत्र भूकंप के आकार और जमीन के विरूपण (deformation) के ज्ञात भौतिक विज्ञान के आधार पर गणना किया गया था। डेटा ने दिखाया कि इन विशिष्ट मामलों में, रेडॉन की विसंगतियाँ कंपन शुरू होने से कुछ दिन पहले दिखाई दीं। सांख्यिकीय परीक्षणों ने पुष्टि की कि यह संबंध संयोग होने की संभावना बहुत कम थी, जिससे यह संभावना कम हो गई कि यह पैटर्न संयोगवश हुआ हो।

हालाँकि, अध्ययन इन निष्कर्षों को एक समाधान के बजाय एक सुझाव के रूप में प्रस्तुत करने में सावधानी बरतता है। शोधकर्ता का कहना है कि अवलोकन अवधि अपेक्षाकृत छोटी थी, और केवल एक निगरानी स्टेशन पर निर्भर रहना व्यापक निष्कर्ष निकालने की क्षमता को सीमित करता है। पृथ्वी एक जटिल प्रणाली है, और हालांकि डेटा सुझाव देता है कि इस विशिष्ट क्षेत्र में रेडॉन में वृद्धि भूकंपीय घटनाओं के लिए एक प्रारंभिक संकेत के रूप में कार्य कर सकती है, लेकिन यह हर भूकंप के लिए एक गारंटीकृत अलार्म नहीं है। मौसम का प्रभाव एक शक्तिशाली कारक बना हुआ है जिसे अनदेखा नहीं किया जा सकता है, और अध्ययन इस बात पर जोर देता है कि एक अधिक मजबूत समझ बनाने के लिए लंबे समय और कई सेंसरों की आवश्यकता होगी।

अंततः, यह कार्य भूकंप की भविष्यवाणी के पहेली में एक छोटा लेकिन महत्वपूर्ण हिस्सा जोड़ता है। यह प्रदर्शित करता है कि सही उपकरणों के साथ, दैनिक मौसम के शोर को छानकर पृथ्वी की गति के सूक्ष्म, संभावित रूप से खतरनाक संकेतों को खोजना संभव है। हालांकि भूकंप की निश्चितता के साथ भविष्यवाणी करने की क्षमता अभी भी कठिन बनी हुई है, इस तरह के अध्ययन दिखाते हैं कि रेडॉन की निगरानी, उन्नत डेटा विश्लेषण के साथ मिलकर, एक आशाजनक मार्ग प्रदान करती है। क्रीट जैसे क्षेत्र के लिए, जहाँ विनाशकारी भूकंपों का खतरा एक निरंतर वास्तविकता है, हर नया तरीका जो कुछ दिनों की चेतावनी दे सकता है, जीवन बचाने और समुदायों की रक्षा करने की दिशा में एक कदम है।