Wetenschappers weten al lang dat aardbevingen de aarde voor langere tijd kunnen laten trillen. Echter, in 1998 ontdekte een onderzoeksteam dat de aarde ook constant een laagfrequent trillingssignaal genereert in afwezigheid van aardbevingen.

Vanaf dat moment, seismologen hebben verschillende theorieën voorgesteld om het bestaan ​​van deze continue trilling te verklaren, van atmosferische storingen tot oceaangolven die over de zeebodem bewegen. Ze hebben ook de trillingen gemeten met seismometers op het land, maar had het nog niet met succes gemeten op de zeebodem, wat wetenschappers zou kunnen helpen de bronnen van de trillingen beter te kwantificeren.

Nutsvoorzieningen, met behulp van seismische instrumenten op de bodem van de oceaan, onderzoekers hebben met succes het vibrerende "gezoem" van de aarde gekwantificeerd. Een nieuwe studie gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven , een tijdschrift van de American Geophysical Union, bepaald op de oceaanbodem de frequenties waarop de aarde van nature trilt, en bevestigde de levensvatbaarheid van het gebruik van oceaaninstrumenten om het gezoem te bestuderen.

Het vastleggen van het gezoem op de oceaanbodem kan nieuwe inzichten opleveren in de omvang van de bron, volgens Martha Deen, een geofysicus aan het Paris Institute of Earth Physics in Parijs, Frankrijk en hoofdauteur van de nieuwe studie.

Aanvullend, de nieuwe bevindingen zouden kunnen worden gebruikt om het binnenste van de aarde gedetailleerder en nauwkeuriger in kaart te brengen. Het opnemen van het gezoem van seismometers op de zeebodem van de oceaan kan een beter algemeen beeld geven dan het gebruik van alleen landseismometers door de gegevensdekking in grote onbedekte gebieden te vergroten, zei Deen.

"De aarde is constant in beweging, en we wilden deze bewegingen observeren omdat het veld zou kunnen profiteren van meer gegevens, " ze zei.

De hum vangen

Het nieuwe onderzoek onderzocht de permanente vrije oscillaties van de aarde:laagfrequente seismische signalen die alleen kunnen worden gemeten met gevoelige instrumenten. De trillingen die door deze signalen worden veroorzaakt, zijn constant aanwezig in de grond, en is waarneembaar in de afwezigheid van aardbevingen.

Een eerdere studie gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven toonde aan dat de beweging van oceaangolven over continentale platen verantwoordelijk is voor het genereren van een groot deel van het signaal, en zorgde voor de eerste kwantitatieve modellering van het gezoem gedurende een jaar. Ander onderzoek heeft atmosferische turbulentie als bron van het signaal gesuggereerd, maar dit mechanisme kan slechts een deel van de vibratie verklaren.

Het meeste bestaande onderzoek naar het bromsignaal heeft het met succes onderzocht met behulp van seismometers op het land, niet op de oceaanbodem. Het verzamelen van nauwkeurige gegevens van seismometers onder het oceaanoppervlak werd als onpraktisch beschouwd omdat oceaangolven en zeebodemstromingen grote hoeveelheden omgevingsgeluid genereren.

Echter, 70 procent van het aardoppervlak is bedekt met water, dus als we het gezoem op de zeebodem kunnen meten, zouden wetenschappers het fenomeen kunnen analyseren met behulp van gegevens over de hele wereld, zei Deen.

In de nieuwe studie de onderzoekers verzamelden eerst seismische gegevens van 57 seismometerstations op de bodem van de Indische Oceaan ten oosten van Madagaskar. Deze stations werden van 2012 tot 2013 ingezet als onderdeel van een eerdere studie gepubliceerd in Eos, die is ontworpen om vulkanische hotspots op de plaat af te beelden.

De auteurs selecteerden seismische gegevens van de twee stations met de hoogste gegevenskwaliteit, en zorgde ervoor dat het signaal dat door aardbevingen wordt gegenereerd, werd gecorrigeerd. Vervolgens pasten ze een combinatie van technieken toe om interferentie van oceaaninfragravitatiegolven te verwijderen, stromen en elektronische storingen, en waren in staat om het geluidsniveau terug te brengen tot ongeveer hetzelfde niveau als een stil landstation.

Omdat Deen en haar collega's deze storingsbronnen konden verklaren, de onderzoekers waren in staat om het gezoem met succes vast te leggen met behulp van seismometers op de bodem van de oceaan.

De studie bepaalde de natuurlijke trillingspieken van de aarde bij verschillende frequenties tussen 2,9 en 4,5 millihertz. Deze trillingen kunnen niet door mensen worden gehoord omdat ze ongeveer 10 zijn, 000 keer kleiner dan de lagere gehoordrempel van het menselijk oor, dat is 20 hertz.

De auteurs vergeleken ook de grootte van hun waargenomen bromsignaal met metingen van een landstation in Algerije, en vond dat beide signalen een vergelijkbare amplitude hebben.

Deen en haar co-auteurs geloven dat andere onderzoekers hun bevindingen kunnen toepassen om de structuur van het binnenste van de aarde beter te modelleren. Wetenschappers onderzoeken traditioneel het interieur met behulp van seismische golven die worden gegenereerd door aardbevingen, maar dit werkt alleen op specifieke tijden en in gebieden waar aardbevingen vaak voorkomen. Het gebruik van het bromsignaal als bron van seismische golven zou dit probleem vermijden, omdat het zoem continu wordt gegenereerd in veel oceaan-continentale gebieden aan het oppervlak van de planeet.

Door gegevens van zowel land- als oceaanbodemseismometers te combineren, krijgen seismologen een completer beeld van het gehele bromsignaal in vergelijking met het gebruik van alleen landstations. volgens Deen. De verhoogde dichtheid van mogelijke datapunten zou de beeldresolutie verbeteren en zou wetenschappers kunnen helpen het binnenste van de aarde beter in kaart te brengen tot 500 kilometer (310 mijl), ze zei.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.