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環保與自然：用地震測量海洋變暖
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環保與自然：用地震測量海洋變暖
圖片來源：Pixabay
氣候變化正使海洋不斷變暖，因為溫室氣體積聚了過多熱量，而其中90%被海洋吸收了。這種變暖會導致海平麵上升，危及海洋物種並影響氣象規律。最近的研究有望利用聲音，以一種創造性的方式監測海洋溫度。
追蹤海洋變暖十分棘手，因為使用船舶觀測隻能捕捉到一小片水域的情況，而衛星觀測卻無法深入海麵以下。目前最詳細的海洋熱能成像信息來自Argo觀測網，這套自主探測浮標已在海洋中穿梭了近20年，最多可下潛至2000米的深度。但這種浮標大約隻有4000個，且無法采集海洋更深處的數據。
加州理工學院和中國科學院的研究人員合作，在《科學》（Science）雜誌上發表了一篇文章，他們希望通過對比海洋地震產生的聲波的速度，在更大的範圍內探測海洋變暖的情況。由於聲音在水中的傳播速度會隨水溫的升高而增加，因此速度的差異可以顯示溫度的變化。普林斯頓大學地球物理學家弗雷德裏克·西蒙斯（Frederik Simons，並未參與這項研究）說：“他們開辟了一個全新的研究領域。”
1979年，海洋學家提出利用聲音測量海洋熱量，但海上水聲發射係統價格昂貴，還有人擔心這種方式會幹擾海洋動物。受這些早期工作的啟發，加州理工學院的研究人員吳文博（Wenbo Wu，音譯）想到可以監測海底地震所引發的低頻聲波。他說：“這類地震是非常強大的聲源，為什麽不嚐試利用它們呢？”
圖片來源：Pixabay
在印度尼西亞尼亞斯島附近，印澳板塊和巽他板塊正在發生碰撞，吳文博的團隊就在這裏測試了他們的想法。研究人員收集了2004-2016年間4272次不低於3級地震引發的聲學數據。此外，他們還對比了多年來源自同一地點的地震聲波速度。通過建模分析發現，尼亞斯附近的海水每十年升溫約0.08華氏度，超過根據Argo數據分析得到的0.047華氏度。雖然聽起來差異不大，但要使整個東印度洋變暖，還是需要相當大的熱量。
圖片來源：Pixabay
夏威夷大學海洋學家布魯斯·豪（Bruce Howe，並未參與這項研究）表示，這種新的聲學方法很有前景。研究人員甚至可以從幾十年前記錄的地震數據中獲得更完整的海洋溫度曆史，盡管以前的地震儀不能像現在基於GPS的地震儀那樣，精確記錄聲波的時間。
西蒙斯和同事正在探索另一種技術，通過在水下部署幾十個麥克風或水診器（hydrophoness）捕捉更多地震聲波。然而他指出，如何確定浮標的精確位置將是一項挑戰，克服這項挑戰就能填補重要的技術空白。
撰文：斯蒂芬妮·帕帕斯（Stephanie Pappas）
翻譯：巢栩嘉
文章來源：環球科學
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氣候變化正使海洋不斷變暖，因為溫室氣體積聚了過多熱量，而其中90%被海洋吸收了。這種變暖會導致海平麵上升，危及海洋物種並影響氣象規律。最近的研究有望利用聲音，以一種創造性的方式監測海洋溫度。
追蹤海洋變暖十分棘手，因為使用船舶觀測隻能捕捉到一小片水域的情況，而衛星觀測卻無法深入海麵以下。目前最詳細的海洋熱能成像信息來自Argo觀測網，這套自主探測浮標已在海洋中穿梭了近20年，最多可下潛至2000米的深度。但這種浮標大約隻有4000個，且無法采集海洋更深處的數據。
加州理工學院和中國科學院的研究人員合作，在《科學》（Science）雜誌上發表了一篇文章，他們希望通過對比海洋地震產生的聲波的速度，在更大的範圍內探測海洋變暖的情況。由於聲音在水中的傳播速度會隨水溫的升高而增加，因此速度的差異可以顯示溫度的變化。普林斯頓大學地球物理學家弗雷德裏克·西蒙斯（Frederik Simons，並未參與這項研究）說：“他們開辟了一個全新的研究領域。”
1979年，海洋學家提出利用聲音測量海洋熱量，但海上水聲發射係統價格昂貴，還有人擔心這種方式會幹擾海洋動物。受這些早期工作的啟發，加州理工學院的研究人員吳文博（Wenbo Wu，音譯）想到可以監測海底地震所引發的低頻聲波。他說：“這類地震是非常強大的聲源，為什麽不嚐試利用它們呢？”
圖片來源：Pixabay
在印度尼西亞尼亞斯島附近，印澳板塊和巽他板塊正在發生碰撞，吳文博的團隊就在這裏測試了他們的想法。研究人員收集了2004-2016年間4272次不低於3級地震引發的聲學數據。此外，他們還對比了多年來源自同一地點的地震聲波速度。通過建模分析發現，尼亞斯附近的海水每十年升溫約0.08華氏度，超過根據Argo數據分析得到的0.047華氏度。雖然聽起來差異不大，但要使整個東印度洋變暖，還是需要相當大的熱量。
圖片來源：Pixabay
夏威夷大學海洋學家布魯斯·豪（Bruce Howe，並未參與這項研究）表示，這種新的聲學方法很有前景。研究人員甚至可以從幾十年前記錄的地震數據中獲得更完整的海洋溫度曆史，盡管以前的地震儀不能像現在基於GPS的地震儀那樣，精確記錄聲波的時間。
西蒙斯和同事正在探索另一種技術，通過在水下部署幾十個麥克風或水診器（hydrophoness）捕捉更多地震聲波。然而他指出，如何確定浮標的精確位置將是一項挑戰，克服這項挑戰就能填補重要的技術空白。
撰文：斯蒂芬妮·帕帕斯（Stephanie Pappas）
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