science >> Wetenschap >  >> Natuur

We hebben eindelijk het gezoem op de bodem van de zee opgenomen

Een constant gezoem dat te laag is voor mensen om te horen, resoneert vanaf de bodem van de oceaan. Maar waarom? KLEINE DINOSAURUS/Getty Images

Een geparkeerde vrachtwagen met draaiende motor. Dat is het geluid dat sommige mensen hebben vergeleken met het mysterieuze, non-stop geluid dat afkomstig is van onze thuisplaneet. We kennen dit fenomeen al tientallen jaren, en terwijl de bron van de commotie onbekend blijft, de wetenschappers die het bestuderen hebben zojuist een belangrijke doorbraak bereikt.

Hier is een korte geschiedenisles. In de 19de eeuw, geologen begonnen te vermoeden dat de aarde een constant gezoem zou produceren, een die weerklinkt zelfs in de afwezigheid van aardbevingen en seismische gebeurtenissen. Ze redeneerden ook dat het geluid te zacht moest zijn voor onze menselijke trommelvliezen. De officiële naam voor deze drone is "permanente vrije oscillaties". Tot voor kort, het bestaan ​​ervan was slechts theoretisch. Een team onder leiding van seismoloog Hugo Benioff probeerde het signaal in 1959 te detecteren. Maar hun pogingen faalden omdat, destijds, de wetenschap beschikte nog niet over instrumenten die gevoelig genoeg waren om het gezoem op te vangen.

Theorie werd een feit met de opmars van de technologie. In 1997, wetenschappers van het Showa Station - een Japanse onderzoeksbasis in het oosten van Antarctica - konden eindelijk bewijzen dat permanente vrije oscillaties echt bestaan. Het goede nieuws werd een jaar later bekend gemaakt, toen het Showa-team hun bevindingen publiceerde. Vanaf dat moment, tal van andere teams hebben hetzelfde geluid waargenomen.

Nutsvoorzieningen, voor de eerste keer ooit, het gezoem van de aarde is opgenomen met behulp van seismische apparatuur op de oceaanbodem. Dit is een groot probleem omdat elke eerdere studie die het geluid heeft gedocumenteerd, dit deed met instrumenten op het land.

De prestatie was een zwaarbevochten prijs. Martha Deen is een geofysicus bij het Institut de Physique du Globe de Paris ("Instituut voor Aardfysica van Parijs"). Onder haar leiding, een internationaal team beoordeelde gegevens die over een periode van 11 maanden waren verzameld op 57 seismometerstations op de bodem van de Indische Oceaan. En dat was nog maar de eerste stap. Volgende, de onderzoekers elimineerden alle vormen van audio-interferentie - zoals waterstromingen en technische storingen - uit de opnames die op twee van de stations werden gemaakt.

Met het verwijderen van deze extra ruis, Deen en haar collega's konden eindelijk het gezoem isoleren waarnaar ze op zoek waren. Op 14 november, 2017, hun bevindingen werden gepubliceerd in het tijdschrift Geological Research Letters.

Waarom was het zo belangrijk om de trillingen te registreren met ondergedompelde seismometers? Zoals Deen ons in een e-mail vertelde, deze instrumenten zullen ons perspectief verbreden op een manier die aardse instrumenten nooit zouden kunnen. "Ocean Bottom Seismometers kunnen veel grotere gebieden bestrijken [dan op het land], want de oceaan beslaat 70 procent van onze planeet, " zegt ze. Deen voegt eraan toe dat, "door het zoemsignaal te bestuderen op plaatsen ver van land of eilanden, "We kunnen de verschijnselen beter begrijpen.

Misschien op een dag, we zullen zelfs de bron kunnen lokaliseren. Niemand weet precies hoe de brom gemaakt wordt. Er zijn een paar verschillende hypothesen naar voren gebracht. Sommige geofysici denken dat het wordt gegenereerd door het onophoudelijke beuken van oceaangolven op continentale hellingen. Anderen geloven dat het het product zou kunnen zijn van atmosferische turbulentie en wereldwijde windpatronen.

Maar als de tweede verklaring waar is, we zouden verwachten dat de amplitude van het gerommel ("luidheid") van seizoen tot seizoen zal variëren. Eerdere studies hebben beweerd dat dit gebeurt, maar het nieuwe onderzoek zegt iets anders.

Deen's groep bevestigde dat de toonhoogte van het gezoem stijgt en daalt, met zijn maximale volume bereikt een frequentie van 4,5 millihertz - ongeveer 10, 000 keer zachter dan de zwakste geluiden die onze oren kunnen waarnemen. Echter, volgens de bevindingen van het team, de amplitudeveranderingen correleren niet met seizoensgebondenheid. Dus, Deen en haar collega's beweren dat atmosferische problemen alleen het bestaan ​​van permanente vrije oscillaties niet kunnen verklaren.

Ze denken ook dat hun onderzoek de deur kan openen voor toekomstig onderzoek naar het binnenste van de aarde. Geologen gebruiken een proces dat tomografie wordt genoemd om de binnenkant van onze wereld in kaart te brengen. Zie het als een grootschalige MRI-scan. Deen legt uit dat wetenschappers de opnames van seismische golven "omkeren" om de samenstelling van verschillende lagen en structuren op de planeet te ontcijferen. Vooruit gaan, oceaanbodemseismometers - zoals die gebruikt in haar recente onderzoek - zouden tomografen meer gegevens moeten geven om mee te werken. Hopelijk, we zullen snel een beter idee hebben van wat er onder onze voeten ligt.

NU DAT IS INTERESSANT

Historische gegevens tonen aan dat de Chinese wiskundige Zhang Heng een vroege seismometer bouwde in de tweede eeuw na Christus. Moderne wetenschappers weten niet hoe dit ding werkte. hoewel er een interne slinger bij betrokken moet zijn geweest.