科学家们正在研究美国西海岸附近的地震断层，他们有了一个意想不到的新盟友，来帮助他们创建海洋深处地壳的图像：长须鲸。
长须鲸（Balaenoptera physalus）是身长 20 至 25 米（60 至 85 英尺）的巨兽，它们的歌声可以传到 1000 公里（600 英里）以外，在海洋中轰鸣，声音堪比轮船引擎。一项新的研究发表在二月份的《科学》杂志上，发现这些叫声的声波可以帮助创建海底地表以下 2.5 公里（1.6 英里）的图像。
海底成像对于研究地震力学和碳储存能力等事物非常重要，通常使用大型气枪向下发射声波脉冲。声波穿透地壳并反弹回海底的仪器，携带有关它们穿过的结构的信息。但是，此类调查费用昂贵，而且气枪的冲击噪声可能会干扰使用声音进行交流的海洋哺乳动物。
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捷克科学院地球物理研究所的地震学家、研究合著者瓦茨拉夫·库纳说：“实际上，拥有另一种信息来源非常酷。”
库纳当时在俄勒冈州立大学，在 2012 年和 2013 年研究俄勒冈海岸附近的布兰科转换断层上的地震时，他注意到海底地震仪上出现了奇怪的读数。结果证明，这些读数与长须鲸叫声的频率相匹配。
华盛顿大学的海洋地震学家艾米丽·罗兰说，鲸鱼的发声经常出现在此类仪器的记录中，她没有参与这项研究。地震学家通常将这些信号视为一种滋扰。然而，库纳注意到，一些信号仅出现在海底仪器的地震检波器上，这些检波器测量振动；他们的音频麦克风没有拾取任何相应的声音。这意味着这些信号不是直接来自鲸鱼，而是来自地壳内部的反弹回声。
为了将这些信号用于成像，库纳必须查明鲸鱼的位置。这是可能的，因为每只鲸鱼的叫声都会产生两组波：一组直接传播到海底地震站，另一组在海底和海面之间反弹，然后击中同一站点。通过比较这两组波的到达时间，库纳可以计算出鲸鱼的大概位置。
长须鲸以响亮的一秒脉冲歌唱。华盛顿大学的海洋地球物理学家威廉·威尔科克说，这种模式非常适合地震成像，因为脉冲比连续噪声更容易分析，他没有参与这项研究，但曾使用地震仪器跟踪鲸鱼。他指出，这些鲸鱼几乎遍布除北极冰盖部分以外的所有地方，因此它们的叫声“有可能在许多地区使用”。
库纳说，这项技术确实有局限性。长须鲸的歌声频率有限，这意味着海底图像不如气枪拍摄的图像清晰。此外，要三角定位鲸鱼的位置并仅使用单个地震站将其声音用于数据分析，需要相对平坦的海底；他补充说，在倾斜或多山的地区需要多个站点。
罗兰说，尽管如此，鲸鱼叫声的普遍存在意味着它们可以为旧的地震数据集提供新的见解。更多关于海洋沉积物和地壳前 2.5 公里的图像可以用于包括气候学（以更好地估计碳储存在沉积物中的可用量）和地震学（以精确精确定位地震位置并确定沉积物和地壳如何在断层带相互作用）在内的领域。
库纳说：“如果我们至少将鲸鱼的歌声用作其他信号源的补充，它们是免费的，并且始终存在。” “这是一个双赢的局面。”
本文的早期版本以“成像呼叫”为标题，改编后收录在《大众科学》2021 年 5 月刊中。