Onder de vredig rollende golven van een meer klinkt gerommel, onwaarneembaar voor iedereen behalve seismometers, die in de aarde rimpelt zoals de golven langs de kust rimpelen.

In een onderzoek dat vandaag is gepubliceerd in de Journal of Geophysical Research Solid Earth , wetenschappers van de Universiteit van Utah melden dat deze kleine seismische signalen de wetenschap kunnen helpen. Als een verslag van golfbeweging in een meer, ze kunnen onthullen wanneer een meer bevriest en wanneer het ontdooit. En als kleine constante bron van seismische energie in de omringende aarde, microseismen van meren kunnen een licht werpen op de geologie rond een meer.

"Het is een soort nieuw fenomeen, " zegt Keith Koper, directeur van de University of Utah Seismograph Stations en co-auteur van de studie. "We weten niet echt hoe het is gemaakt."

Bevende meren ontdekken

Seismologen weten al lang dat door de wind aangedreven oceaangolven kleine seismische golven genereren, microseismen genoemd. Deze microseismen worden gegenereerd als golven over de oceaanbodem slepen of met elkaar interageren. Ze maken deel uit van het seismische achtergrondgeluid in kustgebieden.

"We hebben onlangs ontdekt dat de golven op meren deze microseismen ook daadwerkelijk genereren, ", zegt Koper. Microseismen van meren waren eerder vastgelegd in de buurt van de Grote Meren, Canada's Great Slave Lake en Utah's eigen Great Salt Lake. In de krant, Koper en collega's presenteren aanvullende waarnemingen van Yellowstone Lake en drie meren in China, het verkennen van de kenmerken van de microseismen van de respectieve meren.

Koper zegt dat de trillingen erg klein zijn. "Je zou ze niet kunnen voelen, dat is zeker, "zegt hij. Maar door het gemiddelde te nemen van seismische signalen over een lange periode - zes maanden, er komt bijvoorbeeld een consistent signaal naar voren.

De aarde scannen

Het signaal kan worden gebruikt om te produceren wat Koper een "CT-scan van de aarde, " of seismische tomografie. Seismische golven reizen met verschillende snelheden door verschillende geologische materialen, dus observeren hoe golven veranderen terwijl ze uit een bron komen, kan ondergrondse geologie onthullen. Onderzoekers kunnen deze seismische bronnen maken met methoden als een hamer op een metalen plaat, een explosie, of een speciaal uitgeruste vrachtwagen met trilplaat. meren, Koper zegt, zorgen voor een natuurlijke, reguliere bron. "Het zou nogal wat moeite en werk kosten om dit niveau van energie te genereren."

Het gebied dat kan worden verkend met behulp van microseismen van meren is beperkt tot de regio dicht bij een meer, maar Koper schrijft dat microseismen van meren afkomstig van het Great Salt Lake ver genoeg kunnen reiken om te visualiseren hoe seismische golven zich onder Salt Lake City zouden verplaatsen, die zit op de Wasatch Fault, bij een grote aardbeving. Hetzelfde, Lake Tahoe microseismen kunnen zich uitstrekken tot Reno, Nevada, en Lake Michigan zou microseismen kunnen leveren om de geologie onder de omgeving van Chicago in beeld te brengen.

IJs volgen in meren

Microseismen kunnen een andere functie vervullen, zegt Aini Mokhdhari, een senior hoofdvak in de geologie. Omdat de trillingen worden veroorzaakt door door de wind aangedreven golven, microseismen stoppen wanneer een meer in de winter bevriest. Ze hervatten weer als het in het voorjaar ontdooit. Dus, in plaats van te vertrouwen op satelliet- of ooggetuigenobservaties, het bevriezen en ontdooien van het meer kon worden gevolgd door een autonome seismometer.

Mokhdhari keek naar microseismische gegevens van Yellowstone Lake, een goed waargenomen meer waarvan de vries- en ontdooidata bekend zijn. "We vergelijken de gegevens die we van de seismograaf hebben gekregen om te zien of het hetzelfde is, "zegt ze. "Tot nu toe is het." Seismologische observaties zijn misschien niet nodig bij Yellowstone Lake, maar kan nuttig zijn voor het monitoren van meer afgelegen meren voor langetermijnveranderingen in de duur van de ijsbedekking. Mokhdhari zal de resultaten van haar werk aan microseismen in meren presenteren tijdens de herfstbijeenkomst van de American Geophysical Union, wordt gehouden van 11-15 december in New Orleans.

Luisteren naar Yellowstone Lake

Volgende zomer, Mokhdhari en Koper zullen samen met collega's een verdere seismische studie van Yellowstone Lake uitvoeren. Ze plaatsen een reeks kleine seismometers, geofoons genaamd, rond de omtrek van het meer, en plaats ook een reeks speciale waterdichte seismometers op de bodem van het meer. Aanvullend, ze zullen een boei op het meer gebruiken om wind- en golfcondities te meten. Hun collega's proberen de hydrothermale bronnen in Yellowstone Lake te begrijpen, maar Mokhdhari en Koper zijn veel meer geïnteresseerd in het vastleggen van microseismen vanuit alle hoeken.

"Als we tegelijkertijd op het land en onder water kunnen opnemen, "Koper zegt, "We kunnen een beter idee krijgen van hoe deze dingen worden gegenereerd."