Сейсмометр впервые услышал «низкочастотный гул» на дне океана

Геофизики впервые смогли измерить с помощью донного сейсмометра свободные периодические колебания океанского дна. Такие колебания наблюдаются даже при полном отсутствии сейсмической активности, пишут ученые в Geophysical Research Letters.

Свободные колебания земной коры приводят к возникновению акустических аномалий — низкочастотного гула (англ. Earth’s hum), который можно зарегистрировать с помощью наземных сейсмометров. Впервые эти аномалии были обнаружены еще в 1998 году, и после этого неоднократно регистрировались в периоды полного отсутствия сейсмической активности. Считается, что они могут возникать в результате акустического резонанса между атмосферой и твердой поверхностью или из-за взаимодействия твердой поверхности с длинными океанскими волнами, однако точно причина этих колебаний до сих пор не установлена.

Для того, чтобы оценить можно ли такие колебания зарегистрировать в отсутствие землетрясений на дне океана, группа геофизиков из Франции и Германии под руководством Марты Дин (Martha Deen) из Парижского института физики Земли впервые изучила свободные колебания океанского дна с помощью донных сейсмометров. Измерения проводились в течение года в двух точках Индийского океана к востоку от Мадагаскара на глубине 4540 и 4260 метров. Чтобы из полученного сигнала выделить ту составляющую, которая относится именно к свободным колебаниям поверхности, геофизики учли влияние инфрагравитационных волн — океанских поверхностных волн с периодом от одной до пяти минут — и придонных течений, которые мешают зафиксировать колебания нужной длины волны.

Оказалось, что данные двух приборов, полученные при полном отсутствии сейсмической активности, хорошо согласуются между собой и свидетельствуют о наличии постоянных свободных низкочастотных колебаний поверхности дна частотой от 2,9 до 4,5 миллигерца. Это примерно в 10 тысяч раз меньше, чем нижний порог слышимости человеческого уха. Частота и амплитуда этих колебаний немного изменяется с течением времени, тем не менее никакой сезонной зависимости, которую предполагали ученые ранее, обнаружено не было. Кроме того, полученные данные ученые сравнили с сигналом, полученным одним из сейсмометров, расположенных на суше, и оказалось, что данные соответствуют друг другу, как по частоте, так и по амплитуде сигнала.

Авторы работы утверждают, что с помощью полученных данных они смогут точнее оценить причины возникновения низкочастотных звуковых аномалий на Земле, а также более детально описать процессы, происходящие в более глубоких слоях земной коры и мантии.

Сильные волны, которые образуются на поверхности водоемов, могут не только влиять на колебания океанского дна, но и вызывают микроземлетрясения в прибрежных областях на суше. Особенно этот эффект заметен на побережье океана, но недавно ученые обнаружили, что подобное явление можно наблюдать даже на берегу озера. При этом зимой, когда поверхность озера покрывается льдом, микроземлетрясения исчезают.

Александр Дубов