Шпионские технологии нового уровня: как спрятать секрет в куске льда

Ни дня без новой необычной идеи от учёных: группа исследователей придумала способ, с помощью которого можно шифровать сообщения во льду, используя пузырьки.

Керны льда — довольно хороший способ получить представление об атмосфере Земли в далёком прошлом, благодаря их способности удерживать пузырьки газа. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) объясняет:

Подобно доисторической мухе, попавшей в ловушку янтаря во времена динозавров, принесённые воздухом остатки раннего климата Земли, включая пыль, воздушные пузырьки, морскую соль, вулканический пепел и сажу от лесных пожаров, могут оказаться в ловушке льда на долгие годы. Для климатологов эти реликвии рассказывают историю о том, как менялись климат и атмосфера нашей планеты на протяжении тысяч лет.

Исследователи климата регулярно анализируют пузырьки во льду из ледников, чтобы изучить историю нашей планеты. Но команда, стоящая за новым исследованием, была вдохновлена долговечностью этих пузырьков и задумалась, можно ли будет хранить информацию таким образом. Учёные в своей статье объясняют:

Поскольку наша деятельность постепенно распространяется на холодные регионы, такие как полюса, Луна и Марс, производство документов и телекоммуникационных сообщений сталкивается со всё более сложными задачами из-за требований к чернилам, электроэнергии и оборудованию, а также усложняется долгосрочное хранение бумаги и магнитных носителей для хранения сообщений. Вдохновившись природными воздушными пузырьками в ледниках, которые записывают и сохраняют образцы воздуха из ранней истории Земли, мы обнаружили, что можно хранить сообщения, манипулируя захваченными воздушными пузырьками во льду.

Пузырьки попадают в ловушку льда, когда вода замерзает, а растворённые газы выталкиваются и сталкиваются вместе, обычно принимая яйцевидную или иглообразную форму. Команда попыталась проверить, какие условия приводят к разным размерам и форме этих пузырьков.

Учёные выяснили, что быстрое замерзание приводит к яйцевидной форме пузырьков, а медленное замерзание — к игольчатой форме. Таким образом, можно вручную контролировать скорость замерзания, чтобы манипулировать формой и распределением пузырьков во льду.

Используя это, учёные смогли создавать слои льда без пузырьков, с яйцевидными пузырьками или игольчатыми пузырьками. Затем они смогли манипулировать, какие пузырьки нужны для каждого слоя, и назначали форму, размеры и положение пузырьков символам азбуки Морзе и значениям в двоичной системе. Используя компьютерный код для управления процессом, они затем смогли создать сообщения, закодированные в пузырьках во льду.

Сообщения, захваченные льдом, затем можно было прочитать, сфотографировав лёд и преобразовав фотографию в градации серого.

После тестирования методов они обнаружили, что двоичный код более эффективен, поскольку он может хранить сообщения примерно в 10 раз дольше, чем те, что сохраняются с помощью азбуки Морзе.

По мнению команды, этот метод можно использовать для хранения информации в Антарктиде и Арктике, где обычные методы хранения являются сложными или очень дорогими. Исследователи отмечают:

В естественно холодных регионах использование захваченных воздушных пузырьков как средства доставки и хранения сообщений потребляет меньше энергии, чем телекоммуникации, и является более скрытным, чем бумажные документы. Эти ледяные сообщения могут храниться длительное время, а сообщения, которые они несут, легко визуализировать и прочитать.

Преимуществом является то, что этот метод естественным образом использует холодную среду и воду, которых в полярных регионах достаточно, и для хранения информации не требуется электричество. Но могут быть и другие способы применения. Например, это может помочь нам понять, как в металлах образуются пузырьки, которые мы не можем сфотографировать внутри.