Είναι γνωστό από καιρό ότι οι σεισμοί μπορούν να προκαλέσουν τη δόνηση ολόκληρης της Γης σε εκτεταμένες χρονικές περιόδους. Ωστόσο, το 1998, μια ερευνητική ομάδα ανακάλυψε ότι η Γη παράγει επίσης σταθερά ένα σήμα χαμηλής συχνότητας δόνησης, ακόμα και υπό την απουσία σεισμικών γεγονότων.

Από τότε, οι σεισμολόγοι έχουν προτέινει διάφορες θεωρίες για να εξηγήσουν την ύπαρξη αυτής της συνεχούς δόνησης, από ατμοσφαιρικές διαταρραχές μέχρι τα ωκεάνια κύματα που κινούνται πάνω από τον θαλάσσιο βυθό. Επίσης, έχει μετρηθεί αυτή η δόνηση στη στεριά, με τη χρήση σεισμομέτρων, αλλά ως τώρα δεν είχε ποτέ μετρηθεί στο θαλάσσιο βυθό, κάτι που θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να ποσοτικοποιήσουν καλύτερα τις πηγές αυτών των δονήσεων.

Πλέον, με τη χρήση σεισμομέτρων στον πάτο του ωκεανού, ερευνητές κατάφεραν να ποσοτικοποιήσουν τη δόνηση, τη λεγόμενη «βουή» (hum) της Γης. Μια νέα μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Geophysical Research Letters, προσδιόρισε τις συχνότητες με τις οποίες δονείται η Γη στον ωκεάνιο βυθό, επιβεβαιώνοντας την αξία χρήσης ωκεάνιων οργάνων για να μελετηθεί αυτή η «βοή».

Η καταγραφή της «βοής» στον ωκεάνιο βυθό μπορεί να δώσει μια νέα προσέγγιση στην κατανόηση της σεισμικής πηγής, σύμφωνα με τη Martha Deen, γεωφυσικό του Ινστιτούτου Φυσικής της Γης του Παρισιού, που είναι η κύρια συγγραφέας της εν λόγω εργασίας.

Επιπλέον, τα νέα ευρήματα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να χαρτογραφηθεί το εσωτερικό της Γης πιο λεπτομερώς και με μεγαλύτερη ακρίβεια. Η μέτρηση της βοής με σεισμόμετρα στον ωκεάνιο βυθό μπορεί να δώσει μια καλύτερη εικόνα από τη χρήση μόνο σεισμομέτρων ξηράς, καθώς επεκτείνεται η περιοχή κάλυψης σε μεγάλες, μη καλυμμένες περιοχές, λέει η Martha Deen.

Ένα ωκεάνιο σεισμόμετρο, λίγο πριν τη βύθιση

Καταγράφοντας τη βοή

Η νέα έρευνα εξέταση τις μόνιμες ελεύθερες ταλαντώσεις της Γης: χαμηλής συχνότητας σεισμικά σήματα που μπορούν να καταγραφούν μόνο από υπερευαίσθητα όργανα. Η δόνηση που προκαλείται από αυτά τα σήματα είναι μονίμως παρούσα στο έδαφος και είναι παρατηρίσιμη όταν υπάρχει απουσία σεισμών.

Μια προηγούμενη έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Geophysical Research Letters αναδείκνυε ότι η κίνηση των ωκεάνιων κυμάτων πάνω από ηπειρωτικές πλάκες είναι υπεύθυνη για τη γένεση ενός μεγάλου μέρους αυτού του σήματος, δίνοντας το πρώτο ποστοικό μοντέλο της βοής κατά τη διάρκεια του έτους. Μια άλλη έρευνα πρότεινε την ατμοσφαιρική διαταραχή ως πηγή του σήματος, αλλά αυτός ο μηχανισμός μπορεί να εξηγήσει μόνο μέρος της δόνησης.

Το μεγαλύτερο μέρος της έρευνας που έχει διενεργηθεί όσο αφορά το σήμα της βοής, την εξέταζε με σεισμόμετρα στην ξηρά και όχι στον ωκεάνιο βυθό. Το να εξετάσει κανείς ακριβή δεδομένα από σεισμόμετρα κάτω από την επιφάνεια του ωκεανού θεωρούνταν μη πρακτικό, καθώς τα κύματα του ωκεανού και τα ρεύματα του θαλάσσιου βυθού προκαλούν αρκετό περιβάλλοντα θόρυβο.

Ωστόσο, το 70% της επιφάνειας της Γης καλύπτεται από νερό, άρα το να μπορεί να μετρηθεί η βοή στον θαλάσσιο βυθό θα μπορούσε να επιτρέψει στους επιστήμονες να αναλύσουν το φαινόμενο χρησιμοποιώντας δεδομένα από όλο τον πλανήτη, αναφέρει η Martha Deen.

Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές πρώτα εξέτασαν σεισμικά δεδομένα από 57 σεισμολογικούς σταθμούς που βρίσκονταν στον βυθό του Ινδικού Ωκεανού, ανατολικά της Μαδαγασκάρης. Αυτοί οι σταθμοί στήθηκαν από το 2012 ως το 213, ως κομμάτι παλιότερης έρευνας, η οποία είχε σκοπό να δώσει μια εικόνα των ηφαιστειακών hot spots στα όρια των τεκτονικών πλακών.

Οι συγγραφείς επέλεξαν σεισμικά δεδομένα από 2 σταθμούς με την καλύτερη ποιότητα δεδομένων και έλεγξαν ότι το σήμα δεν προέρχεται από κάποιον σεισμό. Εν συνεχεία, εφάρμοσαν ένα συνδιασμό τεχνικών ώστε να αφαιρέσουν τη συμβολή των ωκεάνιων υπερβαρυτικών κυμάτων, ρευμάτων και ηλεκτρονικών βλαβών, ώστε να είναι ικανοί να μειώσουν το θόρυβο περίπου στο ίδιο επίπεδο με αυτό που υπάρχει σε ένα σταθμό της ξηράς υπό ηρεμία.

Λόγω του ότι η Deen και οι συνεργάτες της μπόρεσαν να υπολογίσουν αυτές τις πηγές που συμβάλουν στο σήμα, οι ερευνητές ήταν ικανοί να καταγράψουν επιτυχώς τη βοή με τη χρήση σεισμομέτρων στον ωκεάνιο βυθό.

Η μελέτη προσδιόρισε ότι η φυσική δόνηση της Γης είναι ισχυρότερη σε κάποιες συχνότητες μεταξύ 2.9 και 4.5 mHz. Αυτές τις δονήσεις δε μπορεί να τις ακούσει το ανθρώπινο αυτί, καθώς είναι περίπου 10000 φορές μικρότερες από το κατώτατο όριο της ανθρώπινης ακοής, το οποίο βρίσκεται στα 20 Hz.

Οι συγγραφείς επίσης συνέκριναν το μέγεθος της παρατηρούμενης βοής με μετρήσεις από έναν σταθμό ξηράς στην Αλγερία, βρίσκοντας ότι αμφότερα τα σήματα είχαν παρόμοια πλάτη.

Η Deen και οι συνεργάτες της πιστεύουν ότι άλλες έρευνες μπορούν να αξιοποιήσουν τα ευρήματά τους ώστε να μοντελοποιηθεί καλύτερα η δομή του εσωτερικού της Γης. Οι επιστήμονες παραδοσιακά εξετάζουν το εσωτερικό χρησιμοποιώντας σεισμικά κύματα που γεννώνται από σεισμούς, αλλά αυτό λειτουργεί μόνο σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές και μόνο σε σεισμογενείς περιοχές. Χρησιμοποιώντας το σήμα της βοής ως πηγή σεισμικών κυμάτων θα μπορούσε να προσπεράσει αυτό το πρόβλημα, καθώς η βοή γεννάται συνεχώς σε πολλές ωκεάνιες και ηπειρωτικές περιοχές της επιφάνειας του πλανήτη.

Συνδιάζοντας δεδομένα από σεισμόμετρα ξηράς και ωκεάνιου φλοιού, οι σεισμολόγοι μπορούν να έχουν μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα του συνολικού σήματος της βοής, συγκριτικά με τη χρήση μόνο του χερσαίου σήματος, σύμφωνα με τη Deen. Η αυξανόμενη πυκνότητα των σημείων συλλογής δεδομένων μπορεί να βελτιώσει την ευκρίνεια της εικόνας και να βοηθήσεις τους επιστήμονες να χαρτογραφήσουν το εσωτερικό της Γης με ακρίβεια 500 χιλιομέτρων, ανέφερε.

Περισσότερες πληροφορίες: M. Deen et al. First Observation of the Earth’s Permanent Free Oscillations on Ocean Bottom Seismometers, Geophysical Research Letters (2017). DOI: 10.1002/2017GL074892

http://publica.gr/wp-content/uploads/2017/12/spheroidal_modes_of_the_Earth-1024x489.pnghttp://publica.gr/wp-content/uploads/2017/12/spheroidal_modes_of_the_Earth-150x150.pngAegletes CoelispexΓεωεπιστήμεςγεωεπιστήμες,γεωφυσική,Γη,ελεύθερες ταλαντώσης,σεισμοί,σεισμολογία,σεισμόμετρο,ωκεανόΕίναι γνωστό από καιρό ότι οι σεισμοί μπορούν να προκαλέσουν τη δόνηση ολόκληρης της Γης σε εκτεταμένες χρονικές περιόδους. Ωστόσο, το 1998, μια ερευνητική ομάδα ανακάλυψε ότι η Γη παράγει επίσης σταθερά ένα σήμα χαμηλής συχνότητας δόνησης, ακόμα και υπό την απουσία σεισμικών γεγονότων. Από τότε, οι σεισμολόγοι έχουν προτέινει...Publica fama non semper vana