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地球每26秒震一下,这个秘密无法
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地球每26秒震一下,这个秘密无法揭开

2020-11-15 14:07 主页 来源:未知
地球每26秒震一下,这个秘密无法揭开


你知道吗,地球也有“脉动”。
 
每过26秒,地球就会轻微地震动。这种震动虽然并不剧烈,很难被人体感受到,但却很规律而且具有全球性,美国、欧洲和非洲的地震仪都能检测到。
 
人类了解到这种奇怪的“脉动”不过60年的时间。
 
 
首先发现这个现象的是哥伦比亚大学地球研究所的研究者 Jack Oliver。在1961年6月6日,Oliver 注意到了这种异乎寻常的震动。
 
实际上,地球会震动并不令人奇怪,随时随地都有地质活动发生,地震仪无时不刻都可以检测到微弱的噪音。
 
那些微弱的震动叫做微地震(microseism)。最早被发现的微地震的周期是7秒,后来有18秒的出现,但是过去大家对周期为20秒以上的微地震并不太关注。
 
 
不过,这个周期为26秒的微地震却与众不同。首先,和其他微地震不同,这个微地震是全球性的。Oliver 发现,全球许多观测站都可以测到“地球脉动”。
 
这个26秒的微地震的“震中”在西非附近。Oliver 认为,“地球脉动”应该来自南大西洋或靠近赤道附近的某个区域。后来在2006年,科罗拉多大学博尔德分校的地震学家 Mike Ritzwoller 通过三角测量法对“地球脉动”进行了重新定位,发现它来自西非附近的几内亚湾。
 
 
周期为26秒的微地震来自西非几内亚湾附近
 
这个周期为26秒的”地球脉动”的另一个突出的特点在于,无法用经典的波浪理论来解释它。
 
微地震通常是海上风暴引发的,风暴产生的波浪撞击附近的大陆,引起陆地的微震动,这个过程可以用深水波浪理论解释。
 
 
在深水波浪理论中,假设A处发生风暴,那么在点B观察到的该风暴传导过来的波的周期(P)和两地距离(X)成正比,和观察的延时(T)成反比。
 
假设小明在某地持续观察远处的风暴,那么小明离风暴越远,他观测到的周期就越大。如果在风暴发生很久后小明才观察,那么周期就越小。
 
聪明的小明就会发现,风暴产生的波的周期随着时间逐渐从大变小,画成图的话应该是 形曲线。
 
可是,这个26秒的”地球脉动”和大多数微地震都不同,无论从哪个观测站的数据来看,它都是“——”形状的,没法用经典理论完美解释,因此“地球脉动”的风暴来源说也跟着覆灭了。
 
 
26秒微地震(实点)的周期随时间并不发生变化。图片来源:Holcomb, 1980.
 
经典理论说不通,这就为了解“地球脉动”的起源造成了困难。在“地球脉动”被发现后的60年里,还没有人能够说明它是什么造成的。一些人认为可能是海浪的作用,另一些人认为是火山活动引发的。
 
海浪说认为,在赤道附近受到的太阳辐射比两极更大,阳光的辐射产生的风和洋流规律地拍打大陆架时,大陆架挤压形变,产生了地震脉冲。也就是说,“地球脉动”的终极能量来自太阳,因此可能会受到季节变化的影响。
 
“地球脉动”似乎确实和四季变化有关。
 
在 Oliver 首次发现“地球脉动”后,陆续有人对其进行进一步的研究。1998年,美国地质调查局的研究员Gary Holcomb发现,“地球脉动”在南半球的冬季,也就是北半球的夏季振幅达到最大,这提示“地球脉动”可能来源于海洋或是大气。
 
2006年 Ritzwoller 的那项研究再次证实“地球脉动”的振幅在北半球夏季更大。最早发现“地球脉动”的 Oliver 也认为,它是海浪打击几内亚湾,或者是南大西洋下方的岩浆活动造成的。
 
 
不过在2013年,中国科学院测量与地球物理研究所的曾祥方和同事则提出,“地球脉动”的来源不止一个,可能是两处不同的火山活动引发的。
 
不过,地球上有许许多多的火山,也有许许多多的大陆架,为什么独独西非附近的海岸会让地球各地的地震仪产生梦幻联动呢?
 
在地震学研究者中常有一种说法,那就是某人的噪音是另一个人的信号。在一些研究者看来杂乱无章、毫无意义的数据被另一人分析后,则有可能得出出乎意料的结论。
 
 
2006年非洲国家杯现场。图片来源:wikipedia
 
比如在2007年,圣路易斯华盛顿大学的地震学家 Garrett Euler 注意到,喀麦隆32个地震观测站都出现了一致的噪音信号。分析后他发现,这是2006年非洲国家杯时,因为喀麦隆球队进球,球迷集体跺脚庆祝时产生的震动。这是人类首次发现人体运动也能造成微地震。
 
26秒的“地球脉动”的秘密会不会也隐藏在意想不到的地方呢?
 
不论如何,对微地震的研究正在得到越来越多的重视,不少地震学家相信微地震蕴藏着巨大的价值:它们可以被用来探究地壳和地幔的构成;随着气候变暖导致的风暴增多,利用微地震也可以从侧面观察和研究气候变化。而全球性的26秒“地球脉动”也可以被用来给世界各地的海底地震仪做校准。
 
球因日而生浪,因浪而荡。
 
来一波三连吧!