录制“山之歌”
每个对象都“想要”以某些频率振动,具体取决于其形状及其所制成的(一种称为的属性)谐振)。熟悉的例子包括调整叉和酒杯;当谐振频率的能量击中对象时,它会更难动摇。摩尔和他的同事们假设,山脉(如高大的建筑物,桥梁和其他大型结构)也会根据其地形形状以可预测的共振而振动。
但是,与土木工程世界不同,土木工程世界可以通过放置来测试什么频率共鸣大摇动者在结构或等待车辆驶过它们的情况下,兴奋像山一样大的东西是不切实际的。
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取而代之的是,摩尔和他的国际合作者团队试图衡量环境地震活动对也许是最极端山的影响:Matter Horn。
位于意大利和阿尔卑斯山的瑞士边界,金字塔形的马特亨是世界上最拍照的山。它的海拔高达近15,000英尺(4,500米),其四个面向红衣主教方向。
研究人员将直升机置于Matterhorn,在山顶上建立了一个大约“大杯咖啡”大小的太阳能地震仪。另一个被放置在山顶下几百米的小屋的地板下,三分之一放在山脚下作为参考。塞缪尔·韦伯,一名研究人员WSL雪与雪崩研究所在瑞士和研究的主要作者。
地震仪不断记录运动,并允许团队提取共振的频率和方向。
摩尔说,这些运动很小,在地震期间基线的纳米顺序上毫米。“但是这是非常真实的。它总是在发生。”
测量结果表明,Matter Horn以0.42 Hertz的频率或每两秒钟的频率略低,并且以相似的频率沿东西方向沿南北方向振荡。
研究人员将山顶上的运动与参考地震计的测量值进行比较,研究人员发现山顶的移动远远超过了基础。
韦伯说:“令人惊讶的是,我们测量了山顶上的运动,这比山附近的高达14倍。”
研究人员还对格罗斯神话,类似形状(尽管较小)瑞士山,并发现了类似的共鸣。
“我只是认为这是一个巧妙的选择,因为位置如此标志性和仔细的乐器放置。”大卫·沃尔德(David Wald),美国地质调查局的一名地震学家未参与该研究。选择像Matter Horn这样的光滑山脉也消除了土壤和沉积物带来的问题,这将为测量运动增加了另一层复杂性。
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是什么使山嗡嗡作响
像Matter Horn这样的山的基线振动是由地震能量的嗡嗡声引起的。
摩尔说:“其中很多来自世界各地嘎嘎作响的地震,真正遥远的地震能够传播能量和低频。”“他们只是不断地环游世界。”
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但是数据也指出了另一个意外的来源:海洋。
海浪在海底运动创造了地震振荡的连续背景,称为微作用摩尔说,这可以在世界各地进行衡量。有趣的是,微作用的频率与Matter Horn的共振相似。
摩尔说:“有趣的是,世界海洋与这座山的激发之间存在联系。”
这项研究在理解地震如何影响山体滑坡和雪崩的陡峭山脉方面有实际应用。
但这也带来了一种新的方式,它以自己的方式欣赏Matter Horn和所有其他山脉,以自己的方式摇摆到隐藏在地下深处的音乐中。
摩尔说:“您以这个想法来抓住其中一个地形之一,即您正在尝试捕捉一些隐藏的东西,这是新事物和未知的东西。”“这实际上很有趣,因为它使您安静地坐起来,以不同的方式思考山。”
理查德·西玛(Richard Sima)是位于马里兰州巴尔的摩的科学作家。他有博士学位约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的神经科学博士学位和哈佛学院神经生物学学位。
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