穿越深海的地震聲波可能是新的溫度計

蘇門答臘地震可用於追蹤印度洋的變暖。

Diego Garcia環礁上的地震儀（左）可以計算蘇門答臘附近地震（右）的海洋溫度。

地球物理學表明，精確的測量和少量的建模可以產生奇蹟，就像向我們展示了地球內部的詳細結構一樣，儘管它實際上無法被埋在數百公裡的巖石下面。這是可能的，因為地震產生的地震波通過不同材料時會微妙地改變速度或方向。一份新論文顯示，類似的東西實際上可以測量深海的小溫度變化。

使用人造源聲波的想法實際上是幾十年前提出的，但經過一番試驗後消失了。多倫多大學的吳文波（Wenbo Wu）領導的一個團隊意識到，可以以同樣的方式利用地震，從而消除了不斷掀起吊杆以進行測量的昂貴物流，並消除了對海洋生物的影響。

實際上，地震釋放的地震波有幾種類型，每種的行為都有所不同。P波（P是"主要"，因為它是第一個到達的P）類似於聲波，它沿與前進方向相同的方向壓縮巖石。因此，在該波到達海底或地面的地方，巖石的行為就像是巨大的揚聲器，在空氣或水中產生非常低頻的聲波。

同樣的過程也可以反向進行。假設緊鄰海岸線的海底下發生地震。海底運動可以產生聲波，該聲波在海盆中傳播並重新進入相對海岸的海底巖石。實際上，這是可以通過地震儀檢測到的，因為振動到達的時間非常晚，因為波浪在水中傳播的速度比在巖石中傳播的速度慢得多。當它在一次和二次地震波之後出現時，這種奇怪的聲散流子被稱為三次或T波。

T波的行進速度對水溫敏感，隨著溫度升高，水的速度會降低。（稍微複雜的是，它也對鹽濃度或電流運動的變化稍微敏感，但是研究人員說溫度效應佔主導地位。）地震儀足夠靈敏，可以檢測到很小的時間差異，因此可以測量很多變化。低於1°C。

但是要計算變化，顯然您至少需要進行兩次測量。這意味著您需要的地震與之前的地震幾乎相同-研究人員稱之為"中繼器"。但是，這些地震沒有必要很大，因此，這並不像您想像的那樣困難。

It's no problem atoll

這是兩次幾乎相同的地震的示例，但是T波到達第二次地震的時間稍長一些，因為海洋溫度更高。

如果印度洋的這一部分要升溫到1°C，那麼來自這些地震的T波將需要5.4秒更長的時間才能到達此地震儀。觀測到的變化雖然較小，但是卻是連貫的-與其他更傳統的數據集相似，有一個年度周期和一個逐漸變暖的趨勢。

這個"地震海洋測溫"計算的趨勢是稍微大一點，雖然。研究人員將自動Argo浮標陣列的估算值與NASA的ECCO數據集進行了比較，後者將來自不同來源的數據進行了組合。在同一時期，該地區的Argo升溫趨勢為每十年0.026°C，而ECCO則為每十年0.039°C。地震估計為每十年0.044°C。

這是地震溫度記錄（藍色）如何基於浮標和衛星等物體的測量結果與兩個數據集對齊的方式。

這並不是要宣布一個最佳估計值。

旨在證明該技術似乎有用。完全獨立地測量溫度變化本身很有價值。而不是依靠浮子來進行有限的點測量，例如，它可以對整個水量中的平均溫度變化進行積分。那是獨一無二的。

它還測量了難以進入的海洋深處，並且根據您使用的T波的特定頻率，該深度可能有些可調。

研究人員提到，利用較小的地震，水下麥克風（水聽器）可能更加敏感。（已經有很多助聽器支持核禁試條約。）但是，也許最有趣的是，這種技術可以使現有的地震儀數據變得更加有用。因此，使用確定的方法，就有可能去尋找歷史測量值，而不僅僅是將來的測量值。而且，在不部署新儀器的情況下獲取數據通常比部署新儀器便宜得多。

事實證明，物理學可以告訴您很多信息，如果您的儀器足夠精確並且知道如何使用它們。