Horloges atomiques et prévision volcanique // Atomic clocks and volcanic prediction

drapeau francaisGrâce aux technologies modernes, les scientifiques testent régulièrement de nouvelles méhodes susceptibles de faire avancer la prévision des éruptions volcaniques. Il reste beaucoup à faire, mais chaque innovation doit être sérieusement prise en compte. C’est dans cette optique qu’une équipe de l’Université de Zurich a développé une méthode de surveillance des événements volcaniques en utilisant des horloges atomiques.
Les horloges atomiques sont les instruments les plus précis que l’on ait jamais construits pour mesurer le temps. En utilisant la vibration des atomes de césium à la place d’un pendule oscillant, elles atteignent un niveau de précision si élevé qu’elles perdent moins d’une seconde en 10 milliards d’années. Cela les rend extrêmement utiles pour toutes sortes d’applications, telles que l’astronomie, la physique, l’informatique et la navigation. Il se pourrait qu’elle soient bientôt utilisées également en géologie. En effet, une équipe dirigée par l’Institut de Physique de l’Université de Zurich a mis au point une méthode d’utilsation de ces horloges pour surveiller l’activité volcanique.
La technique repose sur la théorie de la relativité d’Einstein qui dit que le temps s’écoule à des vitesses différentes dans des circonstances différentes. C’est cet effet relativiste que l’équipe de Zurich veut utiliser pour étudier les volcans. Quand un volcan va entrer en éruption, la chambre magmatique se remplit, ce qui augmente la masse et donc la gravité locales. Une horloge atomique positionnée à proximité du volcan détectera ce changement car l’augmentation de la masse provoquera un ralentissement du temps. La vitesse de ce ralentissement, et donc la variation de la masse, peuvent être mesurées en comparant l’horloge sur le terrain à une horloge de référence installée à une certaine distance.
Cette technique est déjà utilisée, mais elle dépend de signaux GPS émis par les satellites qui s’appuient sur des horloges beaucoup moins précises, de sorte que les mesures peuvent prendre des mois, tandis qu’une horloge atomique peut effectuer le même travail en quelques heures.
L’équipe de Zurich pense que cette technique pourrait être opérationnelle dans quelques années. Elle permettrait de mettre en place un réseau d’horloges atomiques à l’aide de câbles à fibres optiques afin d’annoncer les éruptions. En outre, un tel réseau pourrait aussi être utilisé pour étudier les marées qui influent sur les mouvements de la mer, mais font également varier la masse de la Terre jusqu’à 50 centimètres deux fois par jour.
Source: Université de Zurich

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drapeau anglaisThanks to modern technologies, scientists are testing new ways to try and predict eruptions. There is still a long way to go but each innovation should seriously be taken into account.  Keeping up with this tendency, a team at the University of Zurich have developed a means of monitoring volcanic events using atomic clocks.
Atomic clocks are the most accurate timepieces ever constructed. Using the vibration of cesium atoms instead of a swinging pendulum, they attain a level of precision so fine that they lose less than one second in 10 billion years. This makes them extremely useful for all sorts of applications, such as astronomy, physics, computing and navigation. They might soon be used in geology as well. Indeed, a team led by the Institute of Physics from the University of Zurich has come up with a way to use these clocks to monitor volcanic activity.
The technique relies on Einstein’s theory of general relativity, which says that time flows at different rates in different circumstances. This relativistic effect is what the Zurich team is using to study volcanoes. When a volcano is approaching an eruption, chambers beneath it fill with molten magma. This increases the local mass, and therefore the local gravity. An atomic clock positioned in the vicinity of the volcano will detect this change because the increase in mass will cause time to slow down. The rate of this slowing, and hence the mass build up, can be measured by comparing the clock to a reference clock some distance away.
This technique is already in use, but it depends on GPS satellite signals which rely on much less precise clocks, so the measurements can take months, while an atomic clock can do the same job in a matter of hours.
The Zurich team’s hope is that the technique could be running in a few years by linking a network of atomic clocks using fiber optic cables as a new early warning system against eruptions. In addition, such a network could also be used to study tides that not only influence the movements of the sea, but also cause the Earth’s mass to shift by up to 50 centimetres twice a day.
Source: University of Zurich

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