Если вы не были на восточном побережье во время урагана «Сэнди», вы, вероятно, пережили катастрофу с помощью электронных средств: телевидения, радио, Интернета или телефонных звонков. Когда люди по всей стране отслеживали шторм, слушая информацию, передаваемую с помощью электромагнитных волн, под их ногами распространялся другой тип волн, создаваемых самой штормом.
Кит Копер и Онер Суфри, пара геологов из Университета Юты, недавно определили, что падение массивных волн против Лонг-Айленда, Нью-Йорка и Нью-Джерси, а также волн, поражающих друг друга в открытом море, вызвало измеримые сейсмические волны на большей части территории США, так далеко, как Сиэтл. Как объяснит Суфри при представлении предварительных результатов группы сегодня на ежегодном собрании Сейсмологического общества Америки, они проанализировали данные общенациональной сети сейсмометров для отслеживания микросейсм, слабых подземных толчков, распространяющихся по земле в результате действия штормовых волн.
Команда создала видео (ниже) показаний, полученных с 428 сейсмометров за несколько дней до и после шторма. Первоначально, когда он проходил примерно параллельно восточному побережью, показания оставались относительно стабильными. Затем, «когда шторм повернул с запада на северо-запад», - сказал Суфри в заявлении для прессы, - сейсмометры загорелись. Перейдите к видео примерно на 40 секунд, чтобы увидеть самый драматический сейсмический сдвиг, когда шторм переходит к берегу:
Микросейсмы, показанные на видео, отличаются от волн, генерируемых землетрясениями. Последние прибывают внезапно, в виде отдельных волн, в то время как микросейсмы, возникающие в результате Сэнди, непрерывно появляются в течение долгого времени, больше похожего на тонкую фоновую вибрацию. Это делает преобразование этих волн в шкалу моментной магнитуды, используемой для измерения землетрясений, несколько сложным, но Копер говорит, что если бы энергия этих микросейсм была сжата в одну волну, она бы регистрировалась как 2 или 3 по шкале, сравнимой с незначительной землетрясение, которое ощущается несколькими людьми, но не наносит ущерба зданиям.
По словам исследователей, сейсмическая активность достигла пика, когда Сэнди изменил направление, что вызвало внезапное увеличение количества волн, сталкивающихся друг с другом на расстоянии от берега. Они создавали массивные стоячие волны, которые оказывали значительное давление на дно моря, сотрясая землю.
Генерация сейсмических волн не редкость для других событий, кроме землетрясений: ураган Катрина вызвал сотрясение, которое ощущалось в Калифорнии, известно, что оползни имеют отличные сейсмические сигнатуры, а метеорит, который обрушился в России в феврале, также породил волны. Однако одной из причин, по которой показания Сэнди интересны с научной точки зрения, является вероятность того, что этот тип анализа может когда-нибудь использоваться для отслеживания шторма в режиме реального времени в качестве дополнения к спутниковым данным.
Эта возможность обеспечивается тем фактом, что сейсмометр обнаруживает сейсмическое движение в трех направлениях: вертикальное (колебание вверх и вниз), а также движение Север-Юг и Восток-Запад. Так, например, если большая часть сотрясений, обнаруженных сейсмометром в одном месте, ориентирована с севера на юг, это указывает на то, что источник сейсмической энергии (в данном случае шторм) расположен либо к северу, либо к югу от устройства, а не восток или запад.
Общенациональная сеть сейсмометров, таких как Earthscope, система, которая использовалась для этого исследования и в настоящее время все еще расширяется, может в конечном итоге предоставить возможность точно определить центр шторма. «Если у вас достаточно сейсмометров, вы можете получить достаточно данных, чтобы стрелки указывали на источник», - сказал Копер.
Спутники, конечно, уже могут определить местонахождение глаз и конечностей урагана. Но обнаружение энергетического центра шторма и объединение его со спутниковыми наблюдениями за масштабами шторма может в конечном итоге позволить ученым измерить энергию, выделяемую ураганом, в режиме реального времени по мере развития шторма. В настоящее время шкала Саффира-Симпсона используется для количественной оценки ураганов, но есть несколько критических замечаний по этому поводу - она основана исключительно на скорости ветра, поэтому она не учитывает общий размер шторма и количество осадков в продуктах. Включение необработанной сейсмической энергии, выделяемой штормом, может стать способом улучшения схем классификации будущих ураганов.
Перспектива использования сейсмометров (приборов, обычно используемых для обнаружения землетрясений) для дополнения спутников при отслеживании штормов также интересна из-за недавней тенденции в совершенно противоположном направлении. В прошлом месяце спутниковые данные были впервые использованы для обнаружения землетрясения путем сбора чрезвычайно низких звуковых волн, которые распространялись из эпицентра в космическое пространство. Похоже, что области метеорологии и геологии быстро сближаются, отражая взаимодействие реального мира между Землей и окружающей ее атмосферой.
