Coronavirus lockdown reducerede seismisk aktivitet rundt om i verden - ny undersøgelse

Seismisk aktivitet kommer ikke kun fra jordskælv, vulkaner og jordskred. Hverdagslig menneskelig aktivitet giver også anledning til vibrationer, der bevæger sig gennem jorden som seismiske bølger, noget vi kalder "menneskeskabt støj".

Da pandemiske låseforanstaltninger bragte det daglige liv i stå, det ændrede ikke bare livet på overfladen og reducerede emissioner til atmosfæren. Det reducerede også menneskeskabt støj under vores fødder, især i bymiljøer. Vores nye undersøgelse, udgivet i Science, er den første til at analysere disse ændringer i global skala og viser en næsten samtidig reduktion af denne seismiske støj rundt om i verden.

Vi fandt ud af, at seismisk støj faldt med i gennemsnit 50% i 77 lande mellem marts og maj 2020. Den seismiske lockdown -effekt blev endda observeret i fjerntliggende områder og i boringer flere hundrede meter under jorden.

Disse ændringer korrelerede med uafhængige skøn over reduktionen i menneskelig aktivitet. Dette indebærer, at vi kunne bruge offentligt tilgængelige seismiske data til at spore effektiviteten af ​​lockdown -foranstaltninger, og hvor hurtigt lande vender tilbage til det normale, når foranstaltningerne er ophævet.

Vi kan registrere vibrationer, der rejser gennem jorden ved hjælp af følsomme videnskabelige instrumenter kaldet seismometre. Traditionelt set disse er placeret i rolige steder, væk fra byområder. Dette skyldes, at højfrekvente vibrationer fra mennesker på overfladen, som skaber en slags højrøstet summer, forurener vores data og gør det sværere at overvåge naturlige begivenheder som jordskælv og vulkaner.

Udover de tusinder af avancerede professionelle overvågningsstationer rundt om i verden, netværk af borgervidenskabelige sensorer er vokset hurtigt i de sidste par år, installeret af enkeltpersoner og skoler. Disse fungerer ofte i mere bymæssige omgivelser, med data generelt delt åbent med et globalt samfund af seismologer.

Vores undersøgelse blev affødt efter hovedforfatteren, seismolog Thomas Lecocq fra Royal Observatory i Belgien, besluttede, at den bedste måde at tackle problemet med effektiv analyse af data fra hele verden på var at dele sin metode med det seismologiske samfund.

Dette startede en teamindsats for at downloade, behandle og analysere de mange terabyte data, der er tilgængelige fra sensorer og overvågningsstationer, resulteret i et unikt samarbejde med 76 forfattere fra 66 institutioner i 27 lande. Dette globale samfund, sammen med principperne om åbne data og deling af videnskab har været afgørende for, at vores undersøgelse kan finde sted på så kort tid.

Den seismiske lockdown -bølge

Ved at analysere måneder til år lange datasæt fra over 300 seismiske stationer rundt om i verden, vores undersøgelse kunne vise, at seismisk støj blev reduceret i mange lande. Dette gjorde det muligt at visualisere den resulterende "seismiske lockdown -bølge", der bevæger sig gennem Kina i slutningen af ​​januar, til Italien i marts og derefter rundt i resten af ​​verden. Selvom 2020 ikke har oplevet en reduktion i jordskælv, denne stille seismiske støjperiode er den længste og mest fremtrædende globale antropogene seismiske støjreduktion nogensinde.

De største fald i seismisk støj blev set i de tættest befolkede områder, såsom Singapore og New York City. Men reduktionen blev også observeret på roligere steder som Tysklands Schwarzwald og den lille by Rundu i Namibia. Særligt store fald blev observeret i data fra skoler og universiteter.

Der var en stærk match mellem, hvor meget seismisk støj der faldt i et bestemt område, og ændringen i mængden af ​​menneskelig bevægelse registreret der, målt ved hjælp af mobiltelefondata, der er gjort offentligt tilgængelige af Google og Apple). Denne sammenhæng betyder, at åbne seismiske data kan fungere som en bred proxy for at spore menneskelig aktivitet næsten som det sker - når mennesker reducerer deres bevægelser, seismisk støj falder hurtigt. Vi kan også bruge de seismiske data til at forstå virkningerne af pandemiske låsninger og inddrivelser uden at påvirke folks privatliv, fordi vi ikke er afhængige af individers bevægelser.

Mere generelt, den seismiske lockdown vil hjælpe os med at skelne mellem menneskelige og naturlige årsager til seismisk støj. Den gradvise lempelse af restriktioner giver os mulighed for at overvåge forskellige menneskelige aktiviteters effekt på seismisk støj og føre til en bedre forståelse af menneskeskabte støjkilder.

The reduction in seismic noise also gives us the opportunity to listen in to the Earth's natural vibrations without the distortions of human input. We have reported on the first evidence that previously concealed earthquake signals, especially during the daytime, appeared much more clearly on seismometers in urban areas during lockdown. We hope that our work will lead to further research on the seismic lockdown with the aim of hunting for previously hidden signals from earthquakes and volcanoes.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.