Bilimin yeni harika oyuncağı GPS

GPS yani Küresel Yer Belirleme sistemi birdenbire bilimin ve hatta günlük yaÅŸamda meraklı insanların bakışlarında yeni ufuklar açtı. Yer hareketleri sonucu yer kaymaları, okyanus girdapları, yanardaÄŸların lavları veya buzdaÄŸların hareketleri, hatta asma köprülerde bile eÄŸilmeler, santimetresine kadar Küresel Yer Belirleme sistemi ile izleniyor ve hesaplanıyorÉBilim veya meraklı insanların elinde harika bir cihaz, sistem veya yöntem var artık: GPS. Açık yazılımı ile Global Positioning System veya Türkçe adıyla Küresel Yer Belirleme Sistemi.Neler mi yapılıyor bu sistemle?Birçok insan, GPS’in kimseye danışmadan yön bulmanın en iyi yolu olduÄŸunu düşünüyor. DoÄŸrudan meydan okuyan kiÅŸilerse 24 adet GPS uydusuna baÄŸlanarak o anda gezegenin hangi noktasında bulunduklarını bulabilirler. Az sayıda kullanıcıysa, GPS’in aynı uydu sinyallerinin sadece zamanı ve yeri tespit etmekte kullanılmadığını bilirler.Teknoloji uzmanları ve bilim adamları GPS’in dünyanın hareketlerini tespit edecek çok önemli bir alet olarak kullanırlar. Bir araÅŸtırmacı, sabit bir yerden bir GPS alıcısıyla arka arkaya ölçüm yaparsa, yanardaÄŸdan lavların akması veya buzdağının bir Antartik katmanından ayrılarak yer deÄŸiÅŸtirmesi gibi hareketleri takip edebilir. Alıcıların arttırılıp (ek alıcılar doÄŸruluk oranını yükseltir) ölçümler yeri tam olarak bilinen sabit bir GPS baz istasyonuna gönderilirse bir 2.54 cm’in 10’da 1’i kadar küçük, ani yer hareketleri net olarak izlenir. Bilim adamları, bu yeni teknolojik yetenek sayesinde en büyük dinamik yöntemlerden birini araÅŸtırıyorlar.GPS, ülkemizde de en çok yerbilimciler ve jeofizikçiler tarafından kullanılıyor. ÖrneÄŸin Marmara Fayındaki veya diÄŸer deprem bölgelerindeki hareketleri izlemek için yere yerleÅŸtirilen cihazlarla uzaydan alınan sinyaller sayesinde fay kuÅŸaklarında yer deÄŸiÅŸtirmeler izleniyor. Bu sayede örneÄŸin ‘Fayın Marmara bölgesindeki hareketi yılda 2 cm, Ege bölgesinde 3 cm’ olarak açıklanıyor. Yerdeki bu yer deÄŸiÅŸtirmeler veya kaymalar, faydaki yıllar içinde enerji birikimi konusunda hesaplamalara yardımcı oluyor. Böylece, fayın kırılma zamanı hakkında da genel bilgiler elde edilebiliyorÉDans eden köprülerGPS yöntemi sayesinde örneÄŸin Hong Kong’taki çok önemli bir köprünün yıkılabileceÄŸi görüldü ve buna göre takviyesi gündeme geldi.Dünyanın en büyük asma köprüsü olan ve hem kara hem de tren yolu taşımacılığının yapıldığı Hong Kong’daki Tsing Ma köprüsü eÄŸilecek ve sallanacak ÅŸekilde tasarlandı. 4518 feet uzunluÄŸundaki köprü, kendisini ve trenleri bir kaç feet saÄŸa ve sola sallayacak ve köprünün boyunu 2 feet kadar dibe gömecek kasırgalara dayanıklı olarak inÅŸa edildi. Ancak 15 feetlik bir hareketle köprünün çelik kiriÅŸlerinin ve kablolarının plastik saplar gibi kolayca bükülmesine neden olabileceÄŸi görüldü.Böyle bir felakete karşı Tsing Ma’nın geleceÄŸini düşünen mühendisler, köprünün tam konumunu üç boyutlu olarak belirleyen bir dizi GPS alıcısı yerleÅŸtirdiler. Kilometrelerce uzunlukta fiber-optik kablolarla birbirine baÄŸlı 14 GPS alıcısı, köprünün kablolarına, gövdesine ve kulelerine takıldı. Alıcılar, her on saniyede bir konumlarını görüntüleme merkezindeki bilgisayara aktarıyorlar. Olası hataların düzeltilmesi için sabit diÄŸer 2 GPS alıcısından alınan veriler de bilgisayara gönderiliyor. Tsing Ma’nın konumu, yatay olarak bir inçin 10’da 4’ü ve dikey olarak da 10’da 8’i doÄŸruluk payıyla belirleniyor. Bilgisayar ayrıca rüzgarın yönü ve hızını da hesaplayarak köprünün bileÅŸenleri üzerinde oluÅŸabilecek basınç ve yükü tahmin ediyor ve mühendislerin tamir ve bakım çalışmalarını hazırlamalarına yardımcı oluyor. BaÅŸka hiçbir yöntemle uzun bir köprünün hareketleri böyle ölçülemezdi.Venüs gezegeni üzerinde hiçbir volkanik patlamaya tanık olmayan bilim adamları, geçmiÅŸte patlamalar olduÄŸunu biliyorlar, ancak lavın akış hızını, kalınlığını ve diÄŸer önemli detayları belirlemekte oldukça zorluklarla karşılaşıyorlardı. NASA’da coÄŸrafyacı olan Andrew Johnston, ‘‘Venüs üzerinde saha çalışması yapmak çok zor’’ dedi. ‘‘Bu yüzden biz dünya üzerindeki benzer patlamaları inceleyerek ölçüm yapıyoruz. Yeryüzünde gözlemlediklerimizi ve uydu görüntülerindekilerle karşılaÅŸtırıyoruz. Sonra da bu sonuçları daha uzaktaki gezegenlere uyguluyoruz.’’Uydu görüntülerini incelerken Johnston ve çalışma arkadaÅŸları New Meksiko’da gerçekleÅŸen ve 25-30 mil kadar yayılan Carrizozo ve McCartys lav akışlarını gördüler. Bu türden uzun akışlar, dünya üzerinde pek sık gerçekleÅŸmese de Venüs için tipiktirler. Johnston ‘‘Venüs dünyadan daha sıcaktır ve lav sıvısı burada daha uzun süre kalır’’ dedi.Johnston ve ekibi binlerce GPS ölçümünü toplayarak bir çok farklı noktadaki lav akışının topoÄŸrafik profilini çıkarttılar. Johnston, ‘‘Yükseklik ve diklikle ilgili veriler sayesinde önce lavın viskozitesini, ardından da lavın oluÅŸturduÄŸu maddeleri ve ilk çıktığı andaki hızını öğreniyorsunuz’’ dedi. Deniz deÄŸiÅŸimleriAçık denizlerde, 100 mile varan geniÅŸlikteki girdaplar okyanus sularını çalkalayarak diplerdeki gıda ve besleyici maddeleri su yüzeyine çıkarır ve derinlerdeki enkazları da karanlık sulara gömer. Okyanus bilimciler, karadan denize karbon devrinde anaforların önemli bir rolü olduÄŸuna inanıyorlar. Ancak anaforların bugüne kadar iyi incelenememesi nedeniyle konu hakkında çok az ÅŸey biliniyor. GPS sistemi ile tam olarak okyanus hedef alınmakta ve su yüksekliÄŸindeki deÄŸiÅŸimlerle ilgili kesin bilgiler elde edilmekte. GPS okyanus anaforlarının gizli hayatlarından daha baÅŸka konuları da açıklığa kavuÅŸturabilir. Mesela deniz seviyesinde küresel ısınmaya baÄŸlı gerçekleÅŸen deÄŸiÅŸimlerin görüntülenmesinde... Bilim adamları ÅŸimdilik sadece sahillere yakın yerlerdeki deÄŸiÅŸimleri inceleyen gel-git ölçümleri yapıyorlar. DaÄŸların tepelerine, binalara ucuz bir ÅŸekilde GPS alıcıları yerleÅŸtirildiÄŸinde 20 kilometre uzaklıktan deniz seviyesindeki deÄŸiÅŸimler bile ölçülecek ve çok daha farklı bilgilere ulaşılmış olacak. Erken uyarı sistemiSismologlar, olası depremler hakkında erken bilgi almak, hafif sarsıntıları saptamak için geleneksel sismometre, tiltmetre ve stranometre kullanırlar. Ancak bu aletler, ilerki haftalarda veya aylarda olabilecek depremin sinyallerini veren yavaÅŸ oynamaları deÄŸil, sadece hızla gerçekleÅŸen ve çok önemli olmayan hareketleri kaydederler. Japonya’daki CoÄŸafi AraÅŸtırma Enstitüsü, bölgeyi kaplayan binden fazla GPS alıcısından oluÅŸan Geonet adlı ÅŸebeke sayesinde, uzun dönemli verileri toplayabilyor. Birbirinden 15 mil uzaklıkta bulunan alıcılar sismik olarak tehlikeli bölgelerde yakın yerleÅŸtirildiler. 15 foot yüksekliÄŸinde paslanmaz çelikten sütunlar içine yerleÅŸtirilen her bir GPS alıcısı, takılan bir anten yardımıyla 30 saniyede bir uydu sinyallerini topluyor. Geonet sistemi, tektonik bir çukur üzerinde bulunan Japonya’nın en kalabalık dördüncü kenti olan Nagoya’da, olaÄŸan dışı hareketlerin iÅŸaretlerini tespit etti. Discover dergisinde yayımlanan (Mart 2002) yazıya göre, Nagoya’nın zemini her sene bir santim batıya doÄŸru hareket ediyor. Ocak 2001’deyse zemin aynı oranda ters doÄŸrultuda hareket etmeye baÅŸladı. Böyle bir hareket aniden gerçekleÅŸirse çok büyük bir deprem bölgeyi sallayabilir. Geodesist Makoto Mukarami, ‘‘Bir sonraki hareketin ne olacağını bilmiyoruz ancak eÄŸer GPS alıcımız olmasaydı neler olduÄŸunu da bilemeyecektik’’ dedi.Â