Bjerge svajer til Jordens seismiske sang

Beliggende på grænsen mellem Italien og Schweiz i Alperne, er det pyramideformede Matterhorn det mest fotograferede bjerg i verden. Det knejser næsten 15.000 fod (4.500 meter) i højden, og dets fire flader vender mod kardinalretningerne.

Forskere helikopterede op på Matterhorn for at opstille et solcelledrevet seismometer, der var omtrent på størrelse med en "stor kop kaffe" ved topmødet. En anden blev placeret under gulvbrædderne i en hytte et par hundrede meter under toppen, og en tredje blev placeret ved foden af ​​bjerget som reference, siger Samuel Weber, forsker ved WSL Institute for Snow and Avalanche Research i Schweiz og hovedforfatteren af ​​undersøgelsen.

Seismometrene registrerede kontinuerligt bevægelser og gjorde det muligt for holdet at udtrække frekvensen og retningen af ​​resonansen.

Bevægelserne er små, i størrelsesordenen nanometer ved basislinjen til millimeter under et jordskælv, siger Moore. "Men det er meget virkeligt. Det sker altid."

Målingerne viste, at Matterhorn konsekvent svinger i nord-syd-retningen med en frekvens på 0,42 hertz, eller lidt mindre end én gang hvert andet sekund, og i øst-vestlig retning med en lignende frekvens.

Ved at sammenligne bevægelsen på toppen af ​​bjerget med målinger fra referenceseismometeret ved dets base fandt forskerne ud af, at toppen bevægede sig meget mere end basen.

"Det var ret overraskende, at vi målte bevægelse på toppen, som var op til 14 gange stærkere end ved siden af ​​bjerget," siger Weber.

Forskerne foretog også målinger på Grosser Mythen, et lignende formet (omend mindre) schweizisk bjerg, og fandt lignende resonans.

"Jeg synes bare, det er en smart kombination af valg i forhold til, at placeringen er så ikonisk og den omhyggelige placering af instrumenter," siger David Wald, en seismolog ved U.S. Geological Survey, som ikke var involveret i undersøgelsen. Valget af et glat bjerg som Matterhorn fjernede også problemerne med jord og sediment, hvilket ville have tilføjet endnu et lag af kompleksitet til måling af bevægelse.

Hvad får bjergene til at summe

Basislinjevibrationerne i bjerge som Matterhorn er forårsaget af brummen af ​​seismisk energi.

"Meget af dette kommer fra jordskælv, der rasler over hele verden, og virkelig fjerne jordskælv er i stand til at udbrede energi og lave frekvenser," siger Moore. "De ringer bare rundt i verden konstant."

Men dataene pegede også på en anden, uventet kilde:havene.

Havbølger, der bevæger sig hen over havbunden, skaber en kontinuerlig baggrund af seismiske oscillationer, kendt som en mikroseisme, som kan måles rundt om i verden, siger Moore. Spændende nok havde mikroseismen en frekvens svarende til Matterhorns resonans.

"Så det interessante var, at der er ... en sammenhæng mellem verdenshavene og excitationen af ​​dette bjerg," siger Moore.

Forskningen har praktiske anvendelser til at forstå, hvordan jordskælv kan påvirke stejle bjerge, hvor jordskred og laviner er en konstant bekymring.

Men det giver også liv til en ny måde at værdsætte Matterhorn og alle andre bjerge, der svajer på deres egen måde til en musik gemt dybt under Jorden.

"Du kommer til en af ​​disse landskabsformer med denne idé om, at du forsøger at fange noget skjult, noget nyt og ukendt ved det," siger Moore. "Det er faktisk meget sjovt, fordi det får dig til at sidde stille op og tænke på bjerget på en anden måde."

Richard Sima er en videnskabsforfatter baseret i Baltimore, Maryland. Han har en ph.d. i neurovidenskab fra Johns Hopkins University og en bachelorgrad i neurobiologi fra Harvard College.

Denne artikel er genudgivet fra Eos under en Creative Commons-licens. Du kan finde oprindelig artikel her .