2017年,当固特异飞艇大小的冰块从瑞士阿尔卑斯山艾格峰崩塌的冰川上坠落时,它产生的部分隆隆声对于人类的耳朵来说太低而无法察觉。但这些振动掌握着计算冰崩关键特征的关键。
被称为次声波的低频声波可以在大气中远距离传播,已被用于从远处监测活火山。现在,该领域的一些研究人员已将焦点从火山转移到冰川:从冰川上断裂的危险冰层。之前的研究已经分析了雪崩的次声波,但从未分析过冰崩,博伊西州立大学地球物理学家杰弗里·约翰逊说,他没有参与这项新研究,但曾与主要作者就之前的研究进行过合作。“这次不同,”约翰逊说。“[一种新材料的] 信号已被次声波检测到。”
通常,冰川移动太慢以至于无法产生次声波信号,研究人员使用探测器来拾取次声波信号,这些探测器跟踪气压的微小变化。但是崩塌——冰从冰川主体上突然、快速地断裂——是次声波的多产来源。冰川崩塌驱动冰崩,随着气温升高削弱大片冰原,这对山区人民构成了日益增长的危险。佛罗伦萨大学地质学家埃马努埃莱·马尔凯蒂说,冰川“可能会因融化而从地面脱离,[导致]更大的断裂”,他是发表在地球物理研究快报上的新研究的主要作者。随着危险的增加,科学家们正在寻找新的方法来监测和探测此类崩塌。
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研究人员经常使用雷达来追踪冰崩,雷达很精确,但昂贵,并且只能监测一个特定位置和相邻的雪崩路径。马尔凯蒂说,次声波更便宜,可以探测到更广阔区域内的断裂事件,以及整个山脉的多次雪崩。然而,苏黎世联邦理工学院冰川学家马乌戈热塔·赫米耶尔说,在没有额外测量的情况下,将信号分离成其组成部分(例如交通噪声、单个雪崩和附近的地震)是具有挑战性的,她没有参与这项新研究。“马尔凯蒂等人使用的模型是对此的初步近似,”她说。通过隔离相关信号,该模型使研究人员能够使用次声波从远处监测冰崩的速度、轨迹和体积。
马尔凯蒂和他的同事们现在正在努力改进他们的探测器,以拾取欧洲各地高危区域的更多信号,他们还在整个欧洲大陆建立了合作,以更好地了解崩塌冰川产生的信号。他们还在改进数学分析,以梳理出每个冰瀑的物理细节。