海底地震产生的声波在同一地点不同时间的传播时间差可以提供海洋变暖的细节。
对我们人类来说,气候变化就像是大气中正在发生的事情。但实际上,大部分的活动都发生在海上——大约90%被温室气体捕获的热量被海洋吸收了。
“所以跟踪气候系统中的能量和跟踪海洋变暖真的很重要。”
Jörn Callies是加州理工学院的海洋学家。
当然,海洋真的很大,测量它的温度很困难。卫星提供了关于海面的信息,科学家已经发射了漂流设备来测量海面上一英里的情况。但研究人员仍在努力从深海收集数据,并探测日常温度变化的长期趋势。
然而,现在科学家们开发了一种新技术,使他们能够测量整个海洋盆地的温度变化。这个想法可以追溯到20世纪70年代,当时研究人员首次提出使用声波来研究海洋变暖,因为声音在水中的传播速度取决于水的物理性质,而这些物理性质与温度有关。
“粗略地说,如果我们将海洋温度升高一度,声速就会改变——也就是每秒4米。这是一个非常敏感的变化。”
领导这项研究的加州理工学院地震学家吴文波说。他提到的一度是摄氏一度。
研究人员最初提出使用人工声源,但由于担心对海洋动物的影响,这个想法被否决了。然而,在这项新的研究中,Wu、Callies和他们的同事们表明,他们可以利用地震产生的声音来代替。
在地震中,一些振动从海底反射回来,变成声波,被地震检波器和水下麦克风接收。
研究人员观察了2005年至2016年间发生在东印度洋的2000对地震的声波传播时间。每一对地震都发生在同一地点,但时间不同,这使得研究人员能够测量声波的加速程度。
分析显示,在最近的地震中,地震波的传播速度比以前的地震快了零点几秒——这一差异转化为每十年变暖0.04摄氏度的趋势。
百分之四度听起来可能不是很多,但它代表了一个巨大的热量,考虑到这是一个近2000英里宽、几英里深的水体的变化。
全球变暖的速度也大大高于之前研究报告的速度,不过卡利斯说,不要太相信这些差异。
“我们不知道这是否是普遍的发现——是否只发生在这个地区,或者这是否是我们在其他地区也会发现的东西。我们只是还没有数据。”
这项研究发表在《科学》杂志上。吴文博等,地震海洋温度测量]
Callies和Wu说,这种方法甚至可以让科学家通过研究更早的地震数据来评估历史上的温度变化。换句话说,你可以说这个方法是合理的。
朱莉娅·罗森
(以上文本是本播客的文字记录)