神秘全球震动原因查明！信号持续整整9天，每隔90秒出现一次

疯了吧

科学家利用一种卫星测高新技术，首次证实2023年9月至10月出现的异常性全球地震，是由格陵兰岛发生的两次巨型海啸引发的。6月3日，相关论文发表于《自然-通讯》。


2023年9月，科学家探测到一种奇特的全球性地震信号。这些信号每隔90秒出现一次，持续了整整9天，并在一个月后重现。一年后，有两项研究提出，这些地震异常现象的根源是两场巨型海啸，它们发生在格陵兰岛东部的一个偏远峡湾中，该峡湾是由一座无名冰川升温形成的。人们认为海啸产生的波浪被困在峡湾系统中，形成了来回摆动的驻波，从而引发了神秘的地震信号。


然而直到现在，还没有对这些驻波进行直接观测以验证这一理论。尽管一艘丹麦军舰在首次地震发生3天后便抵达该峡湾，却依然未能观测到这些引发全球震动的海浪。


传统的卫星高度计由于观测间隔长，且只能沿卫星正下方采样，因此只能提供一维的海面剖面图，无法捕捉到识别这些波浪所需的水位差异。但在这项研究中，研究人员采用了全新的数据分析方法解读卫星测高数据。这种技术通过测量雷达脉冲从卫星发射到地表再返回所需的时间，测定地球表面（包括海洋）的高度。


研究人员使用了新型地表水海洋地形卫星（SWOT）捕获的数据。SWOT的核心是Ka波段雷达干涉仪（KaRIn），它配备了两个安装在卫星两侧、相距10米的天线。这两个天线协同工作，通过三角定位分析从雷达脉冲反射回来的信号，使研究人员能够以前所未有的精度，在50公里宽的范围内测量海洋和地表水位高度。


研究人员利用KaRIn的数据，在两次海啸发生后的不同时间点绘制了格陵兰峡湾的水位变化图。这些图像清晰显示出跨越峡湾的水位倾斜现象，最大高度差达到两米。关键在于，这些倾斜在不同时刻位于相反方向，表明水体在峡湾中来回流动。


为了证明此前的理论，研究人员将这些观测结果与数千公里外测量到的地壳微小运动联系起来，从而在卫星未观测到的时段，也能重建海浪的特征。此外，研究人员还重建了当时的天气和潮汐条件，以排除风力或潮汐造成这些现象的可能性。


英国牛津大学的Thomas Monahan表示：“气候变化正在催生前所未有的极端现象，它们在北极这样的偏远地区变化最快，但我们在那里部署物理传感器的能力非常有限。这项研究表明，我们可以借助新一代地球观测技术研究这些过程。”


论文共同作者、牛津大学的Thomas Adcock表示，这项研究展示了下一代卫星数据如何解释未知的现象。“我们将获得关于海啸、风暴潮和巨浪等海洋极端事件的新见解。然而，充分利用这些数据的同时还需要创新，比如结合机器学习以及我们的海洋物理知识来解读这些新发现。”



策划制作来源丨中国科学报    
作者丨蒲雅杰
责编丨甄曦
审校丨徐来、林林

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