Seismische activiteit komt niet alleen van aardbevingen, vulkanen en aardverschuivingen. Dagelijkse menselijke activiteit veroorzaakt ook trillingen die zich door de grond voortplanten als seismische golven, iets wat we "antropogene ruis" noemen.

Toen pandemische lockdown-maatregelen het dagelijks leven tot stilstand brachten, het veranderde niet alleen het leven aan de oppervlakte en verminderde de uitstoot in de atmosfeer. Het verminderde ook antropogeen geluid onder onze voeten, vooral in stedelijke omgevingen. Onze nieuwe studie, gepubliceerd in Wetenschap, is de eerste die deze veranderingen op wereldschaal analyseert en toont een bijna gelijktijdige vermindering van deze seismische ruis over de hele wereld.

We ontdekten dat seismisch geluid tussen maart en mei 2020 met gemiddeld 50% daalde in 77 landen. Het seismische lockdown-effect werd zelfs waargenomen in afgelegen gebieden en in boorgaten enkele honderden meters onder de grond.

Deze veranderingen correleerden met onafhankelijke schattingen van de vermindering van menselijke activiteit. Dit houdt in dat we openbaar beschikbare seismische gegevens kunnen gebruiken om de effectiviteit van lockdown-maatregelen te volgen en hoe snel landen weer normaal worden zodra de maatregelen zijn opgeheven.

We kunnen trillingen registreren die door de grond reizen met behulp van gevoelige wetenschappelijke instrumenten, seismometers genaamd. traditioneel, deze bevinden zich op rustige plekken, weg van stedelijke gebieden. Dit komt omdat de hoogfrequente trillingen van mensen aan de oppervlakte, die een soort hoge buzz creëren, onze gegevens vervuilen en het moeilijker maken om natuurlijke gebeurtenissen zoals aardbevingen en vulkanen te volgen.

Naast de duizenden hoogwaardige professionele meetstations over de hele wereld, netwerken van burgerwetenschapssensoren zijn de afgelopen jaren snel gegroeid, geïnstalleerd door particulieren en scholen. Deze opereren vaak in meer stedelijke omgevingen, met gegevens die over het algemeen openlijk worden gedeeld met een wereldwijde gemeenschap van seismologen.

Onze studie kwam voort uit de hoofdauteur, seismoloog Thomas Lecocq van de Koninklijke Sterrenwacht van België, besloot dat de beste manier om het probleem van het efficiënt analyseren van gegevens van over de hele wereld aan te pakken, was zijn methode te delen met de seismologische gemeenschap.

Dit begon een teaminspanning om te downloaden, verwerken en analyseren van de vele terabytes aan gegevens die beschikbaar zijn van sensoren en meetstations, resulterend in een unieke samenwerking van 76 auteurs van 66 instellingen in 27 landen. Deze wereldwijde gemeenschap, samen met de principes van open data en het delen van wetenschap zijn cruciaal geweest om ons onderzoek in zo'n korte tijdspanne te laten plaatsvinden.

De seismische lockdown-golf

Door datasets van maanden tot jaren van meer dan 300 seismische stations over de hele wereld te analyseren, onze studie kon aantonen dat seismisch geluid in veel landen werd verminderd. Dit maakte het mogelijk om de resulterende "seismische lockdown-golf" die eind januari door China trok te visualiseren, in maart naar Italië, en dan de rest van de wereld. Hoewel het aantal aardbevingen in 2020 niet is afgenomen, deze stille periode van seismische ruis is de langste en meest prominente wereldwijde antropogene seismische ruisonderdrukking die is geregistreerd.

De grootste dalingen in seismisch geluid werden gezien in de dichtstbevolkte gebieden, zoals Singapore en New York City. Maar de afname werd ook waargenomen op rustigere locaties zoals het Duitse Zwarte Woud en de kleine stad Rundu in Namibië. Vooral grote dalingen werden waargenomen in gegevens van rond scholen en universiteiten.

Er was een sterke overeenkomst tussen de hoeveelheid seismisch geluid die in een bepaald gebied viel en de verandering in de hoeveelheid menselijke beweging die daar werd geregistreerd, zoals gemeten met behulp van mobiele telefoongegevens die openbaar beschikbaar zijn gemaakt door Google en Apple). Deze correlatie betekent dat open seismische gegevens kunnen fungeren als een brede proxy voor het volgen van menselijke activiteit, bijna zoals het gebeurt - omdat mensen hun bewegingen verminderen, seismische ruis neemt snel af. We kunnen de seismische gegevens ook gebruiken om de effecten van pandemische afsluitingen en herstel te begrijpen zonder de privacy van mensen aan te tasten, omdat we niet afhankelijk zijn van de bewegingen van individuen.

Breder, de seismische afsluiting zal ons helpen onderscheid te maken tussen menselijke en natuurlijke oorzaken van seismisch geluid. De geleidelijke versoepeling van de beperkingen zal ons in staat stellen het effect van verschillende menselijke activiteiten op seismisch geluid te monitoren en leiden tot een beter begrip van antropogene geluidsbronnen.

De vermindering van seismische ruis geeft ons ook de mogelijkheid om te luisteren naar de natuurlijke trillingen van de aarde zonder de verstoringen van menselijke input. We hebben gerapporteerd over het eerste bewijs dat voorheen aardbevingssignalen verborgen waren, especially during the daytime, appeared much more clearly on seismometers in urban areas during lockdown. We hope that our work will lead to further research on the seismic lockdown with the aim of hunting for previously hidden signals from earthquakes and volcanoes.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.