Die Freilegung der geologischen Struktur unter der Erdoberfläche ist aus verschiedenen Gründen wichtig, darunter die Identifizierung natürlicher Ressourcen und die Untersuchung von Erdbebengefahren. Wissenschaftler bilden den Untergrund der Erde ab, indem sie seismische Wellen beobachten, die sich durch unseren Planeten ausbreiten.
Wenn ein Erdbeben auftritt, gehen verschiedene Arten von Wellen von der Quelle des Ereignisses aus. P-Wellen und S-Wellen bewegen sich durch das Innere, und Love- und Rayleigh-Wellen (bekannt als „Oberflächenwellen“ oder „Normalwellen“) bewegen sich über die Erdoberfläche. Die Geschwindigkeit, mit der sich diese Wellen ausbreiten und wie jeder Typ im Untergrund verstreut ist, kann eine Fülle unterschiedlicher Informationen über die unterirdische Struktur offenbaren.
Um seismische Wellen zu untersuchen, müssen Wissenschaftler im Allgemeinen auf Erdbeben warten, die unvorhersehbar sind, oder ihre eigenen mithilfe von Explosionen erzeugen. In den letzten Jahrzehnten haben Forscher jedoch zusätzliche Methoden entwickelt, um den Untergrund nichtinvasiv zu untersuchen, indem sie Umgebungsgeräusche, das konstante Summen von Geräuschen, die von Menschen und natürlichen Prozessen wie Bergbauaktivitäten oder Wellenschlag an einem Strand erzeugt werden, verwenden.
In einer neuen Studie haben Li et al. demonstrieren die Möglichkeit der Abbildung des Untergrunds nicht nur unter Verwendung normaler Moden, die durch Umgebungsgeräusche erzeugt werden, sondern auch unter Verwendung einer anderen natürlich vorkommenden Art von seismischen Wellen, die als undichte oder undichte Moden bezeichnet werden. Leaky Modes können auftreten, wenn eine seismische Welle „gefangen“ ist und zwischen zwei Gesteinsschichten hin und her springt. Wenn Energie aus dieser springenden Welle entweicht, erzeugt sie eine separate Welle, die als Leckmodus bezeichnet wird. Verglichen mit normalen Moden, die empfindlicher auf die S-Wellen-Geschwindigkeitsstruktur im Untergrund reagieren, sind undichte Moden empfindlicher auf die P-Wellen-Geschwindigkeitsstruktur.
Die Autoren untersuchten einen Monat lang Umgebungsgeräusche, die von einer dichten Anordnung von Seismometern namens Large-n Seismic Survey in Oklahoma (LASSO) erfasst wurden. Sie untersuchten sowohl normale als auch undichte Moden, die aus den seismischen Daten extrahiert wurden, und berechneten die Geschwindigkeiten, mit denen sich die Wellen durch den Untergrund bewegt hatten. Diese Geschwindigkeiten wiederum sind spezifisch für die Eigenschaften des darunter liegenden Gesteins, wie etwa ihre Dichte und Elastizität.
Die Studie wurde veröffentlicht in Geophysikalische Forschungsbriefe.
Zhengbo Li et al, Multiple Leaking Mode Dispersion Observations and Applications from Ambient Noise Cross‐Correlation in Oklahoma, Geophysikalische Forschungsbriefe (2021). DOI: 10.1029/2021GL096032
Diese Geschichte wurde mit freundlicher Genehmigung von Eos, gehostet von der American Geophysical Union, neu veröffentlicht. Lesen Sie die Originalgeschichte Hier.