科学家发现新的地震现象——风暴震_地理科普

科学家发现新的地震现象——风暴震: 查字典地理网 来源|2019-10-22 发表|教学分类：地理科普

为了产生风暴震，大规模风暴必须出现在具有正确地质结构的地区。例如，2009年的一张卫星图像显示，飓风比尔经过新英格兰近海的乔治沙洲时引发了风暴震。

除了往来车辆的隆隆声、鸟的啁啾声和树叶的沙沙声之外，地球也一直在发出声响。这一地质交响乐由覆盖地球近四分之三的海洋“演奏”，但追踪这一海洋交响乐的个别乐章长期以来却一直是一个挑战。

最近，研究人员发现了一种以前不为人知的地震现象，并将其命名为风暴震。在本周的《地球物理研究通讯》中，研究者对这类地质事件进行了描述，风暴震是大规模风暴所蕴含的巨大能量产生的地震波脉冲，可以横跨大陆，辐射数千公里。

哥伦比亚大学专门研究异常地震的地震学家Goran Ekstrom称：“我对他们发现的现象感到惊讶。” 科学家认为大规模风暴会产生长时间混乱的隆隆声，这种声响通常起源于海岸线。不过，在这项新的研究中，研究小组从每一次风暴震中都发现了不连续的“震动”，而且可以追溯到风暴震的离岸起源。

最新发现与最近的一些研究都采用了新方法，尝试对地球上不断增加的地震仪网络所记录的噪音进行分类。这些信号可帮助科学家更好地了解我们周围的世界，从破译地球的内部结构到追踪海洋或冰的动态变化，甚至监测气候变化。

新研究的负责人、佛罗里达州立大学的地震学家Wenyuan Fan说，很多这样的信息之前在我们的地震数据中都被当作噪音丢弃，但现在科学家们意识到这些“噪音”或许能为环境事件提供有用的记录。

“我们只是不知道去哪里寻找，以及寻找什么，”他说。

寻找风暴震

与许多科学进展一样，风暴震也是偶然发现的。2018年夏天，Fan和同事开发了一种方法来研究所谓的超低频地震。当地震使地球表面裂开时，我们通常想到的是突然的剧烈震动，但超低频地震则不是。相反，这些地震震动地表时会发出低频的颤音，人类在不借助仪器的情况下检测不到。地质学家可以通过地震产生的地震波来识别这些地质事件，地震波则可通过被称为地震仪的敏感仪器捕获。

“地震仪本质上就像是按压在地面上的小耳朵，” 地震学合作研究协会的地震地质学家Wendy Bohon解释道，她没有参与新研究。这些设备可以捕捉到各种各样的振动信息，从喧闹的体育爱好者跳上跳下，到头顶飞过的飞机，再到遥远的地震震动地面，不一而足。

然而，我们很难追踪遥远的超低频地震，因为不同的地震仪记录的这些事件的震动看起来并不总是相同，Fan说。因此，他和团队设计了一种新的追踪方法，将来自较小区域的信号拼接起来，就像一个地震拼图。不过，在这个过程中，出现了一系列不同寻常的事件，它们看起来像，但又不完全像Fan所探索的风暴震。

令人惊讶的是，这类地质事件是季节性的，从未在5月到8月之间发生。然而，从不断移动的地壳中释放能量的地震通常对季节的变化并不敏感。此外，这类奇怪的地震在北美的东西海岸都可能发生。美国西海岸发生地震很常见，因为西海岸遍布蜘蛛网一样的转换断层，但东海岸基本上没有地震发生所需的地质条件。

困惑的Fan和其团队于是求助模型来弄清楚究竟是怎么回事。突然间，他们发现了其中的联系：许多这类地震与大规模风暴甚至飓风同时发生。研究团队主要通过从遍布美国的地震仪网络EarthScope’s USArray挖掘数据，并从2006年至2015年的数据中发现了14077个类似的地震事件。

风暴震的形成

不是每一场大风暴都会产生风暴震，无论其造成的后果多么可怕。例如，在飓风桑迪期间，尽管某些地区的阵风速度高达每小时145公里，但研究者并未寻找到这类信号。实际上，引发一场风暴震似乎需要特定的地质条件。

首先，这类地震通常发生在大陆架较宽的地区，大陆架是海岸附近的大陆的水下部分，一般较浅。Fan解释说，这可能会让来自风暴震的海浪有时间增强。大多数由风引起的海浪产生的信号频率高于风暴震，后者的周期为20到50秒。不过，较宽的大陆架使波浪有更多时间相互作用，甚至延伸成频率更低的波浪。

剧烈的地震似乎也只出现于海岸附近。这些平缓的水下山丘可以集中能量，因此来自海浪的压力就会传递到地面，进而形成一致的摆动——就像锤子敲击海洋一样，Fan说。

不过，这项研究的审稿人之一Ekström称，研究者需要进行更深入的研究，以便弄清楚这些离散的能量脉冲背后的机制。

风暴震应用展望

Fan和同事们希望继续探索这些奇怪的地震背后的机制。现在，研究者已经在全世界范围内开展这项研究，Bohon很高兴看到其他领域的科学家也能为新研究做出贡献。

“这项研究为增添地球运转机制的新信息奠定了基础，”她说。