Wanneer alles stil is, earmeert de aarde een mysterieus gezoem

Als je elk videogamesysteem, autoradio en tv op de planeet hebt uitgeschakeld en als iedereen zijn adem inhield en geen piepgeluid maakte, zou er nog steeds een geluid zijn, hoewel je het niet precies kon horen. Je zult het misschien niet weten, maar de aarde geeft altijd een laag gebrom af, dat door geofysici de vrije trilling van de aarde wordt genoemd. In een recente studie hebben geofysici voor het eerst de achtergrondgeluiden op de oceaanbodem gemeten. Dat klopt, de aarde maakt voortdurend geluiden, zelfs als het niet rommelt of kraakt.

Natuurlijk, onze planeet ervaart aardbevingen als gevolg van de beweging van aardse tektonische platen, die ronddobberen op de mantel en botsen, schuiven en uit elkaar trekken. Maar deze meer subtiele vibratie, waarvan de bronwetenschappers al meer dan 50 jaar proberen op te sporen, is niet zo gewelddadig als deze meer bekende seismische krachten.

In een studie gepubliceerd op 14 november in Geophysical Research Letters, een internationaal team van Europese geofysici, geleid door Martha Deen, een geofysica Ph.D. student aan het Paris Institute of Earth Physics in Parijs, Frankrijk, meldt dat ze seismometers op de bodem van de Indische Oceaan hebben gebruikt om de eerste directe waarnemingen van het aardse gezoem uit de bodem van de oceaan te maken.

Dit is om een ​​aantal redenen belangrijk. Ten eerste is het een groot probleem dat ze een signaal van de oceaanbodem hebben gemeten. Terwijl wetenschappers deze achtergrondtrillingen eerder op het land hebben gemeten, bestrijkt de oceaan 70 procent van de aarde, dus als seismologen dit fenomeen willen bestuderen, moeten ze uitvinden hoe ze het in de oceaan moeten doen.

Dit leidt tot de tweede reden waarom deze ontdekking significant is: het is echt moeilijk om het gezoem van de oceaanbodem schoon te lezen. Het meten van het achtergrondgeluid is gecompliceerd omdat de oceaan, die constant in beweging is, veel ongewenst geluid produceert. Daarom moesten Deen en haar collega's signalen gebruiken van meerdere seismometers die ze op de bodem van de Indische Oceaan hadden geplaatst en alle ruis van golven, aardbevingen en andere glitch-signalen verwijderen.

Na al die correcties bleven ze achter met een signaal dat bromde met een periode van meer dan 30 seconden. Dat betekent dat elke golf elke 30 seconden of meer optreedt, vergeleken met een middelste A op een piano, die een periode van 0,00227 seconden heeft. Om het simpel te zeggen: de vrije oscillatie van de aarde produceert een ongelooflijk laagfrequent geluid, daarom hebben we geen opname die we kunnen horen.

Zelfs als we het niet kunnen horen, is het belangrijk. Het opnemen van het signaal is een belangrijke stap in de richting van het uitzoeken wat het daadwerkelijk produceert. Hypotheses voor wat de brom veroorzaakt, zijn atmosferische storingen en oceaangolven, maar tot nu toe is er geen definitief antwoord. Deze studie zou kunnen helpen om de weg vrij te maken voor een.

"De aarde is constant in beweging en we wilden deze bewegingen observeren omdat het veld baat zou kunnen hebben bij meer gegevens", zei Deen in een verklaring van de American Geophysical Union.

Abstract: Het gezoem van de aarde is de permanente vrije oscillatie van de aarde geregistreerd bij afwezigheid van aardbevingen, in periodes boven 30 s. We presenteren de eerste observaties van de fundamentele sferoïdale eigenmodi op breedband oceaandeeks seismometers (OBS's) in de Indische Oceaan. Op de oceaanbodem overschaduwen de effecten van oceanen infragravity-golven (compliance) en zeebodemstromen (tilt) het gebrom. In ons experiment worden gegevens ook beïnvloed door elektronische storingen. We verwijderen deze signalen van het seismische spoor door gemiddelde glitchsignalen af ​​te trekken; een lineaire regressie uitvoeren; en het gebruik van frequentieafhankelijke responsfuncties tussen druk, horizontale en verticale seismische componenten. Dit vermindert de lange periode ruis op de OBS tot het niveau van een goed landstation. Tenslotte, door de autocorrelatie te windowen om alleen de directe aankomst, de eerste en tweede banen rond de aarde te omvatten, en door de Fourier-transformatie te berekenen, observeren we duidelijk de eigenmodi op de bodem van de oceaan.