2023年地球每90秒震动一次，持续9天 科学家终于知道原因了

2023年9月，科学家们探测到一个奇怪的全球地震信号，该信号每90秒重复一次，持续了9天，一个月后再次出现。近一年后，两项科学研究表明，该信号是由东格陵兰岛一个偏远峡湾发生的两次强烈海啸引起的。

科学家利用卫星和地震数据证明格陵兰岛峡湾的巨型海啸产生了震动地球的驻波。这些海啸是由与一座未命名冰川变暖相关的大型山体滑坡引发的。据信，由此产生的海浪被困在峡湾中，形成了驻波，或称“湖震”，来回移动，并产生了异常的地震活动。

到目前为止，还没有对这些地震的直接观测来证实这一理论。即使是在第一次地震发生三天后进入峡湾的一艘丹麦军舰，也未能探测到导致地球震动的海浪。

在这项新研究中，牛津大学的研究人员采用了创新的分析方法来检验卫星测高数据。这类数据通过记录雷达脉冲从卫星传播到地面并返回所需的时间来测量地球表面（包括海洋）的高度。

迄今为止，传统的卫星高度计无法探测到这种海浪，因为测量间隔很长，而且它们只能在卫星正下方收集数据，从而生成沿海面的一维剖面图。这些限制使得观测识别海浪所需的高度差变得困难。

哥白尼哨兵2号卫星拍摄的东格陵兰迪克森峡湾照片，与SWOT卫星观测到的10月11日海啸造成的海面高度叠加。图片来源：Thomas Monahan。图片来源：Thomas Monahan

在这项研究中，研究团队使用了来自新型地表水海洋地形（SWOT）卫星的数据。该卫星于2022年12月发射，用于绘制地球表面90%面积的水位高度图。SWOT卫星配备了先进的Ka波段雷达干涉仪（KaRIn），该干涉仪使用安装在卫星两侧10米长支架上的两根天线。

这些天线协同工作，对雷达脉冲的返回信号进行三角测量，使它们能够在 30 英里（50 公里）宽的范围内以极高的精度（分辨率高达 2.5 米）测量海洋和地表水位。

研究人员利用KaRIn数据，绘制了两次海啸后不同时间点格陵兰峡湾的海拔图。这些图清晰地显示了跨水道的坡度，高度差高达两米。至关重要的是，这些图中的坡度方向相反，表明海水在水道中来回流动。

哥白尼哨兵2号卫星拍摄的格陵兰岛东部迪克森峡湾照片。图片来源：托马斯·莫纳汉。图片来源：托马斯·莫纳汉

为了证明他们的理论，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。这种联系使他们能够重建波浪的特征，即使是在卫星未观测到的时间段内。研究人员还重建了天气和潮汐条件，以确认这些观测结果不可能是由风或潮汐引起的。

主要作者托马斯·莫纳汉（牛津大学工程科学系博士生）表示：“气候变化正在引发新的、前所未见的极端天气。这些极端天气在北极等偏远地区变化最为迅速，而我们利用物理传感器测量这些极端天气的能力有限。这项研究展示了我们如何利用下一代卫星地球观测技术来研究这些过程。”

“SWOT 将彻底改变研究峡湾等区域海洋过程的方式，以前的卫星很难观测到这些区域。”

论文合著者、牛津大学工程科学系教授托马斯·阿德科克表示：“这项研究是下一代卫星数据如何解决过去一直未解之谜的现象的一个例子。我们将能够对海啸、风暴潮和异常巨浪等海洋极端事件获得新的见解。然而，为了最大限度地利用这些数据，我们需要创新，并利用机器学习和我们对海洋物理的知识来解读我们的新成果。”

编译自/ScitechDaily