11月15日，阿根廷海军与 ARA 圣胡安号失去了联系，这是一艘小型柴油动力潜艇，此前曾在巴塔哥尼亚东海岸附近进行演习。
大约一周后，在11月23日，总部位于维也纳的全面禁止核试验条约组织（CTBTO）宣布，其国际监测系统——一个旨在探测全球任何地方发生的核爆炸的传感器网络——在船只最后已知位置附近检测到一个与爆炸声一致的声音。这艘潜艇载有 44 名船员。
全面禁止核试验条约组织的系统有许多科学应用，这也不是它第一次在可能的灾难发生后被投入使用。例如，在 2000 年，研究人员在其数据中搜索失踪的俄罗斯潜艇 库尔斯克号的迹象，在 2014 年，他们利用该系统试图确定马来西亚航空公司 MH370 航班的命运。《自然》杂志采访了全面禁止核试验条约组织的水声工程师马里奥·赞波利，了解最新的搜索情况。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
国际监测系统是如何运作的？
该系统在全球拥有 289 个站点，完成后将拥有 337 个。我们使用四种不同的技术：地震、大气次声和水声，以及放射性核素站，这些站点可以检测到可能爆炸产生的放射性同位素的痕迹。所有信息都发送到我们在维也纳的国际数据中心，也发送给我们的分析师，以检查是否有任何与检测核爆炸有关的感兴趣的事件。这些系统 24/7 全天候记录数据。信号被存储并用于各种科学应用和减灾。
您如何帮助搜寻 ARA 圣胡安号？
我们的六个水下站配备了水听器。两个站点接收到了一个信号：一个在南大西洋赤道以南的阿森松岛，另一个在非洲和南极洲之间的印度洋南部的克罗泽群岛。这两个站点看到了相同的信号。此外，由于每个站点都有三个传感器，根据信号到达每个传感器的时间延迟，您可以计算出方位，并计算出信号的来源方向。如果您计算从这些点开始的测地线，两条线会在非常靠近潜艇最后一次联系的地点相交。
这种类型的分析是实时完成的吗？
对于核爆炸检测，全面禁止核试验条约组织有一个实时处理管道。自动处理管道经过优化，用于检测核爆炸。无论您构建哪种类型的探测器，都必须在检测到事物的概率和误报的概率之间取得平衡。如果系统非常敏感以至于可以检测到一切，那么您也会有 100% 的概率检测到误报。我们会完全被事件淹没。为了搜索其他信号，这变成了一项手动工作。我们必须编写专门的软件，比较信号并进行讨论。
您的数据显示了什么？
我们找到了声音的起源地。据估计，它发生在潜艇与基地最后一次联系后 3 小时 21 分钟。我们对声音进行了详细的分析，并确信这不是自然事件。它是一个脉冲信号——短而急促。它在阿森松岛和克罗泽岛（距离源头 6,000 到 8,000 公里）以良好的信噪比被检测到这一事实意味着它一定非常响亮。信号的某些方面与之前爆炸中看到的情况一致。但要说这是一次爆炸，实际上非常困难。
您能说出是什么原因造成的吗？例如，船上的一些炸药是否可能意外引爆？
很难推测。您有一个水下结构，带有钢制压力容器。它可能是内部或外部发生的某些事情。它可能是很多事情。我们不知道动力学。重要的是这不是自然事件。我们不是在试图找出发生了什么。我们试图做的是为搜索机构提供信息，这可能有助于缩小搜索范围。信号的来源会极大地改变强度——例如，它是在潜艇附近还是内部——所有这些细节都可能改变声音水平。更不用说人们不知道这件事发生在什么深度。
为什么水深会有影响？
声音传播有一个最佳深度。它被称为 SOFAR 通道，或声音固定和测距通道。它的作用类似于一个波导，其中声音传播效率更高。由于海洋的不同层具有不同的温度和盐度，因此声速也会发生变化。
所以 SOFAR 通道中的声波会像光纤一样，在不同层之间的边界处被反射回来吗？
是的。在第二次世界大战期间，人们发现，在特定深度，可以在更远的距离接收到声音。空军飞行员随身携带了一个在那个深度引爆的炸药。如果他们被击落，他们可以弹射；如果他们活下来，他们就会扔出这个炸药。它会下沉并爆炸，然后可以对他们的位置进行三角测量，以便他们可以被营救。我们的水听器位于 SOFAR 通道的轴上。
您的数据是否用于其他应用？
来自水声网络的数据可以帮助描述地震。海啸预警中心可以使用这些数据来了解海底地震动力学的详细信息。
我们还检测水下火山爆发，我们可以帮助定位其位置。与来自监测网络的所有其他信号一样，这些数据可供科学界使用。感兴趣的领域包括对海洋哺乳动物的研究。我们在数百公里外都能听到它们的声音。拥有一个永久记录这些数据的系统，使生物学家能够收集有关特定区域内鲸鱼数量以及它们如何迁徙的统计数据。
您的数据能在多大程度上帮助缩小圣胡安号的搜索范围？
我们定位的误差范围仍在详细评估中，但最有可能的是，源头位于潜艇最后已知位置附近。仅使用来自两个传感器的数据，我们可以指出一个可能宽 100 到 200 公里的椭圆（参见上方图片）。我们与进行搜索的团队进行了一些联系。他们似乎很感兴趣。但我们没有收到他们的反馈。
本文经许可转载，并于2017 年 11 月 27 日首次发布。