颱風可以幫助我們看到地球內部

風暴雲團能給我們一絲意想不到的曙光：它能夠幫助我們看到我們地球內部隱藏的未知。

大多數人們通過研究地震中地震波的傳遞方式來認知地球內部。這些「體波」主要以P波和S波兩種類型存在。

這些波先以巨大弧狀穿過地球，再返至地理學家能夠探測並測量的地球表面。當他們遇到存在於地球化學或物理結構中的重要界面——如地核和地幔之間的界面，他們就會反射，折射，甚至是直接在他們的軌道中停下。

這就意味著研究分析地震後的P型波與S型波的分布可以幫助人類更好的看清地球內部的結構。

來自日本東北大學的Kiwamu Nishida說：「這種方法目前只存在一個問題，在地震較少、距離地殼構造板塊邊緣較遠的區域，圖像的解析度較低。」

在這點上，海洋大風暴能夠幫到我們。風暴時，大氣壓會迅速下降，形成巨大的海浪波動，這些海浪波動大到能使其一小部分的能量直穿海底，從而形成微弱的P型波和S型波——就像是發生了一場小小的地震。

之前地理學家用過這種方法探測P型波的產生，最近，日本東北大學的Nishida與他的同事Ryota Takagi首次探測到更為微弱的S型波。

在2014年12月，靠近格陵蘭島的北大西洋處出現了異乎尋常的叫做「爆發性氣旋」的強力風暴。他們集中關注這場強力風暴，並如他們所料，他們在日本的地震檢波器網路探測到了此次風暴產生的P型波——同時也探測到了S型波的信號。

研究人員之所以能夠捕捉到信號是因為他們的探測網路內包含著大量的地震檢波器——200個——在日本的一個名為Chugoku的較為小的區域。Nishida說：「探測中一個重要的因素就是探測站點的密度。」

高解析度

通過記錄爆發性氣旋產生的P型波與S型波，我們便有機會生成一幅高解析度的緊挨著大西洋風暴系統下方的地球結構的圖像。這將會幫助Nishida和Takagi更精確地計算上下地幔邊界區域內的深度。

這類工作有望幫助人類最終揭開一些重要邊界層的波動的神秘面紗，這能幫助我們更好地理解地幔對流以及地殼板塊的運動——儘管Nishida強調目前這只是一種推斷。

聖地亞哥加利福尼亞大學的Peter Gerstoft說，通過來自風暴中微弱的震波從而生成圖像是可實現的。「同時獲取P型波與S型波的話可以帶給我們更多的信息，」他說，「由於S型波相對於P型波而言波長較短，垂直範圍較小，所以在地球內部結構中的橫向變化更可能生成圖像。」

Nishida說，「強烈爆發性氣旋風暴的發生相對於地震來說更少——但是不像地震，爆發性氣旋風暴在海洋中任何位置都有可能出現。這就意味著它能夠在生成地球內部圖像的時候起補充作用。」

他補充說，包括日本、美國在內的很多國家開始安裝並使用密集的地震檢波器網路用來探測微弱的波，比如那些在風暴中生成的波。

Gerstoft指出，已經有科學家在尋找使用環境地震雜訊的方法，以構建更好的地球結果圖像 —— 舉個列子，海洋波或者甚至是大卡車都會導致地球的震動。Gerstoft說：「地球學物理家一直都在尋找更多的數據。」

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