台风可以帮助我们看到地球内部

暴风云可以给我们意想不到的一丝光亮:它们可以帮助我们看到隐藏在我们地球内部的未知。

大多数人通过研究地震波在地震中的传播方式来了解地球内部。这些“体波”主要以两种形式存在:P波和S波。

这些波首先以巨大的弧线穿过地球，然后返回地球表面，地质学家可以探测和测量。当它们遇到地球化学或物理结构中的重要界面时，例如地核和地幔之间的界面，它们会反射、折射，甚至直接停在它们的轨道上。

这意味着研究和分析地震后P波和S波的分布可以帮助人类更好地了解地球内部的结构。

日本东北大学的基瓦姆·西田说:“目前，这种方法只有一个问题。在地震少的地区和远离构造板块边缘的地区，图像的分辨率相对较低。”

在这方面，海洋风暴可以帮助我们。在风暴期间，大气压力会迅速下降，形成巨大的波动，波动幅度大到足以让一小部分能量直接穿过海床，从而形成微弱的P波和S波，就像小地震一样。

地理学家以前曾用这种方法探测过纵波的产生。最近，日本东北大学的西田和他的同事高木良田首次检测到一个较弱的S波。

2014年12月，格陵兰岛附近的北大西洋出现了一场异常强烈的风暴，名为“爆炸性气旋”。他们专注于这场强大的风暴，正如他们所料，他们在日本的地震检波器网络探测到了风暴产生的纵波，也探测到了横波的信号。

研究人员之所以能够捕捉到信号，是因为他们的探测网络中包含了大量的地震检波器——200个——位于日本一个相对较小的区域——叫做“出国”。西田说:“检测的一个重要因素是检测点的密度。”

高分辨率

通过记录爆炸气旋产生的P波和S波，我们有机会产生一个高分辨率的图像，显示大西洋风暴系统正下方的地球结构。这将有助于西田和高木更准确地计算上地幔和下地幔边界区域的深度。

这类工作有望帮助人类最终揭开某些重要边界层波动的神秘面纱，这将有助于我们更好地理解地幔对流和地壳板块运动——尽管西田强调这目前只是一个推论。

加州大学圣地亚哥分校的Peter Gerstoft说，从风暴的微弱冲击波中生成图像是可能的。“获得P波和S波可以给我们带来更多的信息，”他说。“因为横波的波长比纵波短，垂直范围也小，所以地球内部结构的横向变化更有可能产生图像。”

西田说，“强烈的爆炸性气旋发生的频率低于地震——但与地震不同，爆炸性气旋可以发生在海洋的任何地方。这意味着它可以在生成地球内部图像方面发挥补充作用。”

他补充说，包括日本和美国在内的许多国家开始安装和使用密集的地震检波器网络来探测弱波，例如风暴中产生的波。

Gerstoft指出，科学家们已经在寻找利用环境地震噪音来构建更好的地球结果图像的方法，例如，海浪甚至大型卡车都会导致地球摇晃。格斯托夫特说:“地球物理学家一直在寻找更多的数据。”

蝌蚪工作人员由新闻学家、翻译家ES 2076669825编译，经授权转载