至少从20世纪60年代初开始,多个大陆上的地震仪就像发条一样的环境中探测到了一种神秘的脉冲。
每隔26秒,地球就会震动一次。不是很多-当然也不足以让你感觉到-但刚刚足够让多个大陆的地震学家在他们的探测器上得到一个可测量的小“光点”信号。但是,尽管这种脉冲已经被观察了几十年,研究人员对是什么导致了它并没有达成一致。围绕这一现象的秘密之谜,甚至已经成为XKCD自己的网络漫画。
这种脉冲-或地质学家行话中的“微震”-最早是在20世纪60年代初由一位名叫杰克·奥利弗(Jack Oliver)的研究人员记录下来的,当时他在拉蒙特-多尔蒂地质天文台。他最出名的是他后来的工作,这些工作为构造板块的移动提供了一些重要的早期证据。奥利弗找出了脉搏来自“南半球或赤道大西洋”的某个地方,而且在北半球的夏季月份(或南半球的冬季),脉搏的强度更大。
科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado,Boulder)地震学家迈克·里茨沃勒(Mike T.Ritzwoller)解释说:“1962年,杰克没有我们在2005年拥有的资源--因为他没有数字地震仪,他在处理纸质记录。”他的团队将在几十年后独立地遇到这种奇怪的脉冲。
1980年,美国地质调查局(U.S.Geological Survey)的地质学家加里·霍尔科姆(Gary Holcomb)更仔细地研究了这种奇怪的微震,发现它是风暴期间最强的地震。但他和奥利弗的工作大多会随着时间的推移而消失,而持续不断的地震鼓声会在我们脚下不为人知地继续下去。
2005年的一天,当时还是研究生的格雷格·本森(Greg Bensen)正在他位于博尔德的科罗拉多州立大学(University Of Colorado)的实验室里处理地震数据。当他的导师走进来,要求他向他展示他正在做的工作时,正如里茨沃勒所说的那样,本森调出了一些数据,就在那里:一个强烈的信号,来自遥远的某个地方。Ritzwoller说:“我们一看到这一幕,(当时的博士后研究员尼古拉·夏皮罗)和我就意识到有什么奇怪的地方,但我们不知道是什么。”
困惑不解的是,研究小组从每一个可能的角度检查了这些光点。他们的乐器有什么问题吗?还是他们的分析?或者,这种地震活动是真的发生了吗?所有迹象都指向后者。他们甚至能够对脉搏进行三角测量,找出它的真正来源:非洲西海岸的几内亚湾有一个单一的震源。他们也挖出了奥利弗和霍尔科姆的工作,并在2006年6月发表在“地球物理研究快报”上的一项研究中发表了这项研究。但即使从那时起,也没有人真正确认这种频繁的地震活动的主要原因。尽管许多人认为这是由海浪造成的,但一些人坚持认为是由火山活动引起的。
虽然这种特殊的脉冲非常耐人寻味,但在平静的时间(即不是在地震或火山喷发期间)有地震活动的事实已经是旧消息了。我们周围一直都是微妙的地震噪音的背景。
Ritzwoller解释说:“地震噪音基本上是因为太阳而存在的。”他说,太阳在赤道比在两极更能加热地球,这就产生了风、风暴、洋流和海浪。当海浪袭击海岸线时,能量就会转移到陆地上。
“这就像你在敲打你的桌子。它会使你指节附近的区域变形,但随后它会在整个桌子上传播,“他说。“所以,如果有人坐在桌子的另一边,如果他们把手放在桌子上,或者可能把脸颊放在桌子上,他们就能感觉到振动。”
研究人员可以研究这种周围地震噪音中的模式,以了解地球内部,这是Ritzwoller的研究小组几十年来一直在做的事情。他说:“但对(2005年的脉搏)的观察让我们大吃一惊。”
快进六年后,另一名研究生加勒特·欧拉(Garrett Euler)出现了,这一次是在圣路易斯华盛顿大学(University Washington University)地震学家道格·维恩斯(Doug Wiens)的实验室里。欧拉进一步缩小了脉搏的来源,缩小到几内亚湾沿岸被称为邦尼湾(Bight Of Bonny)的一部分。他还解释了为什么海浪袭击海岸的可能性不大。
维恩斯解释说,当海浪穿过海洋时,水中的压差可能不会对海底产生太大影响。但是,当它击中大陆架时-那里坚固的地面离海面更近-压力会使海底变形(很像敲打桌子会使海面变形),并会引起地震脉冲,这些脉冲可能会反映在波浪的作用中。欧拉在2013年底举行的美国国家地震学会大会上公布了他的发现。
但并不是每个人都完全信服。在同年的一篇论文中,中国武汉中国大地测量与地球物理研究所的张英杰和夏英杰领导的一个研究小组提出,26秒脉冲的来源最有可能不是波浪,而是火山。这是因为脉冲的起始点非常可疑地接近邦尼湾圣多梅岛上的一座火山。而且,实际上,地球上至少还有一个地方的火山没有引起微震,与这座火山有一些相似之处。(如果你想知道,那就是日本的麻生太郎火山。)。
即使在这场主要辩论之外,还有更多的问题仍然存在。也就是说,为什么在这里?据我们所知,世界上还有很多其他大陆架和火山没有引起地震脉冲-邦尼湾有什么特别之处?
但在首次观察到这种脉冲近60年后,还没有人设法弄清楚它。这可能是因为,就地震学家而言,这并不是真正的优先事项。“我们在地震学中专注于某些事情,”维恩斯解释说。“我们想要确定大陆之下的结构,诸如此类的事情。这只是稍微超出了我们通常会研究的范围-…。“(因为)这与了解地球的深层结构没有任何关系。”
里兹沃勒说:“我们仍在等待这一现象原因的根本解释。我认为(所有这一切)的关键是,地球上有一些非常有趣的基本现象,这些现象已知存在,而且仍然是秘密的。”他说,可能要靠下一代学生来真正解开这些伟大的谜团。