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使用鲸鱼的歌声和地震仪揭示海洋地壳的深层秘密

时间：2022-06-10 14:25:03 来源：

座头鲸。

上周在科学上发表的一项新研究显示，鲸鱼的歌可以用于大洋地壳的地震成像，为科学家提供了一种替代常规测量的新颖方法。

鲸鱼的歌声含有在地壳内反射和折射的信号，包括沉积物和下面的固体岩石层。俄勒冈州立大学地球，海洋与大气科学学院教授约翰·纳贝莱克说，这些信号记录在海底地震仪上，可用于确定各层的厚度以及与地震研究有关的其他信息。以及该论文的合著者。

“过去人们使用鲸鱼呼叫来跟踪鲸鱼并研究鲸鱼的行为。我们认为也许可以使用这些电话来研究地球。”纳贝莱克说。“我们发现鲸鱼的叫声可以作为传统被动地震研究方法的补充。”

纳贝莱克说，该论文是一种概念证明，可以为在研究中使用鲸鱼呼叫的数据提供新途径。

他说：“这扩大了已收集数据的使用范围。”“它表明这些动物的发声不仅对了解动物有用，而且对了解它们的环境也有用。”

该研究的主要作者是Vaclav M. Kuna，他曾在俄勒冈州立大学攻读博士学位，并在此之后完成了博士学位。

库纳（Kuna）和纳贝莱克（Nabelek）正在沿着布兰科（Blanco）转换断层附近的54个海底地震仪网络研究地震，该断层最靠近俄勒冈海岸的布兰科角（Cape Blanco）约100英里。

他们注意到地震仪上的强烈信号与鲸鱼在该地区的存在有关。

纳贝莱克说：“每次鲸鱼鸣叫之后，如果您仔细观察地震仪的数据，就会收到地球的回应。”

鲸鱼在海面和海底之间反弹。来自通话的部分能量作为地震波通过地面传输。该波传播通过大洋地壳，在海中被海底沉积物，其下方的玄武岩层和其下方的辉长岩下地壳反射和折射。

当地震波记录在地震仪上时，它们可以提供信息，使研究人员可以估算和绘制地壳的结构。

研究人员使用由三个地震仪记录的一系列鲸鱼歌曲，查明了鲸鱼的位置，并利用这些歌曲的振动来创建地壳层的图像。

研究人员使用来自这些层的信息来了解有关该地区地震的物理学的更多信息，包括沉积物的行为以及厚度与速度之间的关系。地震会震动沉积物，驱逐水，加速沉积物的沉降。

纳贝莱克说，当前传统的地壳成像方法可能很昂贵，而且许可证难以获得，因为这项工作涉及部署气枪。使用鲸鱼歌曲创建的影像侵入性较小，尽管总体而言分辨率较低。

纳贝莱克说，未来的研究可能包括使用机器学习来自动识别鲸鱼的歌曲并为周围的环境开发图像的过程。

他说：“鲸鱼歌曲中的数据很有用，但并不能完全取代标准方法。”“这种方法对于调查没有标准科学调查方法的地球洋壳很有用。”

参考：瓦茨拉夫·M·库纳（VáclavM. Kuna）和约翰·纳贝勒克（JohnL.Nábělek）于2021年2月12日在《科学》杂志上发表的“使用鲸鱼歌进行地震地壳成像”。
10.1126 / science.abf3962


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