录制“山之歌”
每个物体都“想”以特定的频率振动,这取决于它的形状和它的构成(一种被称为共振).熟悉的例子包括音叉和酒杯;当共振频率的能量撞击物体时,物体会抖动得更厉害。摩尔和他的同事们假设,山脉就像高层建筑、桥梁和其他大型结构一样,也会根据它们的地形形状以可预测的共振振动。
但与土木工程领域不同的是,在土木工程领域,人们可以通过放置大瓶在建筑物上或等待车辆从上面驶过,要激发像山这么大的东西是不切实际的。
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相反,摩尔和他的国际合作团队试图测量环境地震活动对马特洪峰(Matterhorn)的影响,这可能是最极端的山脉之一。
位于意大利和瑞士边境的阿尔卑斯山脉,金字塔形状的马特洪峰是世界上最著名的世界上最上镜的山.它的高度接近15000英尺(4500米),它的四个面面向主要方向。
研究人员乘直升机登上马特洪峰,在山顶安装了一个“大杯咖啡”大小的太阳能地震仪。另一个被放置在山顶下几百米的一间小屋的地板下,第三个被放置在山脚下作为参考塞缪尔·韦伯他是该研究所的一名研究员WSL雪和雪崩研究所他是这项研究的主要作者。
地震仪连续记录运动,并允许研究小组提取共振的频率和方向。
摩尔说,这种移动很小,在地震基线时从纳米级到毫米级。“但这是非常真实的。这种事一直在发生。”
测量结果显示,马特洪峰以0.42赫兹18新利最新登入的频率在南北方向上持续振荡,或者说每两秒略低于一次,在东西方向上以类似的频率振荡。
研究人员将山顶的移动与底部的参考地震仪的测量结果进行了比较,发现山顶的移动远远超过了底部。
韦伯说:“令人惊讶的是,我们测量了山顶上的运动,其强度是山旁的14倍。”
研究人员还对粗俗的Mythen这是一座形状相似(但较小)的瑞士山脉,他们发现了类似的共鸣。
“我只是认为这是一个很聪明的选择组合,地点如此具有标志性,乐器的摆放也很谨慎,”他说大卫·瓦尔德他是美国地质调查局的地震学家,没有参与这项研究。选择像马特洪峰这样平滑的山峰也消除了土壤和沉积物带来的问题,这将为测量运动增加另一层复杂性。
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是什么让山嗡嗡作响
像马特洪峰这样的山脉的基线振动是由地震能量的嗡嗡声引起的。
摩尔说:“这在很大程度上来自于全球各地的地震,而真正遥远的地震能够传播能量和低频率。”“它们只是不停地在世界各地响。”
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但这些数据也指向了另一个意想不到的来源:海洋。
穿过海底的海浪会产生连续的地震振荡背景,这就是所谓的地震波微弱的震动摩尔说,这在世界各地都可以衡量。有趣的是,微震的频率与马特洪峰的共振频率相似。
“所以有趣的是……世界上的海洋和这座山的激发之间存在某种联系,”摩尔说。
这项研究在理解地震如何影响陡峭的山脉方面有实际应用,因为山体滑坡和雪崩一直是人们担心的问题。18新利最新登入
但它也带来了一种欣赏马特洪峰和所有其他山脉的新方式,它们以自己的方式摇摆着,隐藏在地球深处的音乐。
摩尔说:“你带着这种想法来到这些地貌之一,试图捕捉一些隐藏的、新的和未知的东西。”“这实际上很有趣,因为它让你安静地坐起来,从另一种角度思考这座山。”
理查德·西玛是一位生活在马里兰州巴尔的摩的科学作家。他拥有约翰霍普金斯大学神经科学博士学位和哈佛大学神经生物学学士学位。
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