用声音穿透土壤

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图片来源:伊利诺伊大学生物声学研究实验室

与印第安纳·琼斯惊险刺激的冒险经历形成对比,考古学家实际上将其大部分野外工作时间都花在了相当平凡的事情上:搬运泥土。 尽管他们传统的挖掘和筛选方法效果良好,但它劳动强度大且耗时,因此成本相当高昂。 因此,研究人员越来越多地借助探地雷达 (GPR) 和地震勘探技术等成像技术来帮助缩小搜索范围。 现在,另一种工具正在开发中。 根据《美国声学学会杂志》最近发表的一篇论文,伊利诺伊大学的研究人员开发了一种基于声波的高分辨率成像系统,可以探测到小的、埋藏的物体。 此外,他们报告称,这种声学技术可以适用于搜索地雷。

团队成员威廉·奥布莱恩解释说,新方法“类似于地震勘探中使用的那些方法,在地震勘探中,引爆炸药,反射的声波被接收器阵列拾取。” “但是,由于我们使用更高的频率,因此我们的分辨率要高得多。” 当地面潮湿时,新方法也优于 GPR。 目前,这种声学设备可以“看到”地下约一英尺深,并分辨出直径至少五厘米的物体,例如右图中埋藏的充气管道。 因此,它可能无法区分箭头等小型人工制品与尺寸相近的岩石。(另一方面,地雷可能更容易被发现,部分原因是它们的尺寸较大。) 但该团队正在努力改进该方法。 奥布莱恩指出,实现这一目标的一种方法可能是引入一个发射器阵列,它可以聚焦发射波束。“有了聚焦声源,我们可以将更多的能量传输到感兴趣的区域。 这将使我们能够穿透更远并获得更好的图像质量。”

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大众科学 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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