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行星科学

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’s ‘hum’

10 Jul 2009 詹姆斯·戴西
大地之歌: locating the source of the planet's low frequency 哼

地球看起来很奇怪’s的气氛在人耳无法触及的范围内以频率合唱的形式消失。虽然我们听不到这些“infrasonic” waves —频率范围为0.01–10 Hz — we know they exist from acoustic recordings around the globe. About 10 years ago, however, researchers discovered another type of 次声的 background noise of 3–7 mHz被认为起源于固体地球本身。

科学家们一直在努力理解这种有趣现象的机制,即地球’s “hum”. Now, a pair of physicists at the University of California claim to have the most convincing physical evidence yet to locate the 哼’的起源。使用来自广泛的地震记录仪的数据,Peter Bromirski和 彼得·格斯托夫特 我们发现中美洲的太平洋海岸是本底噪声的主要来源,而欧洲的西海岸则是主要的二次供给。

寂静的声音

在1990年代后期,对这种神秘声音的研究表明,这是地球大气压力波动的直接结果。’s surface. 更多 recent work, however, suggests that the 哼 is caused by energy being transferred from winds in the atmosphere to the solid Earth via waves in the ocean.

在这种嗡嗡声的新视野中,长波表面波—被称为海浪—充当天海之间的调解人。当涌浪到达较浅的水域时,其能量的一部分随后通过非线性过程转换为次重力(IG)波,其波长比表面波还要长。 IG波产生的一些能量然后可以耦合到固体地球,在世界各地的地震记录台上记录为亮点。

In their new paper Bromirski and Gerstoft explain how they study this phenomenon in detail by recording both infragravity wave activity and the seismic waves associated with background 哼. They gathered data using the USArray EarthScope 可移动阵列,监视整个美国及其周围水域的地震活动。

寻找新的声音

物理学家发现地球之间存在着密切的关系’嗡嗡声,海浪和引力波,海岸线是嗡嗡声的主要来源。美国太平洋沿岸的强潮是造成嗡嗡声的最大因素,欧洲西海岸则是最强的次要因素。研究人员说,在水相对较浅的沿海陆架上,IG波振幅最大,因为海浪压力随深度呈指数衰减。

“None of the previous 哼 studies have included infragravity wave measurements, so that link has not been clearly demonstrated until now,” 布罗米尔斯基告诉 physicsworld.com. “由于风暴通常是从西向东传播的,因此沿海盆东部边界的长期膨胀能量要高得多,因此’s where the “dominant” 哼 signals are generated,” he says.

芭芭拉·罗曼诺维奇伯克利地震实验室的地球物理学家对这项新工作印象深刻。“这项研究针对该问题提出了更大的数据集,从而更准确地描述了嗡嗡声的来源,”她说。她指出,这项研究并未完全解释该问题的复杂非线性机制。“Hum”一代,但相信它为我们的理解提供了重要的一步。“它强化了我们必须寻找一种涉及海浪与浅海沿海海底相互作用的机制的想法,” she said.

斯帕·韦伯,哥伦比亚大学的海洋地震学家对新发现并不那么相信。他怀疑嗡嗡声是由大多数海床下方的源所强迫,并且这些类型的研究偏向于仅检测本地源。“构成嗡嗡声信号的波是长波长的,几乎没有衰减,因此它们在被显着衰减之前绕地球传播了许多次,” he argues.

布罗米尔斯基告诉 physicsworld.com that he is going to now develop this research by looking more closely at global 哼 variability and the distribution of 哼 source areas across the whole Earth.

这项研究已经发表在 地球物理研究信.

版权©2020年由IOP 出版 Ltd和个人贡献者