С человеческой точки зрения горы стоят стоически и неподвижно, массивные символы тихой выносливости и неподвижности.
Но новое исследование показывает, что горы на самом деле все время двигаются, мягко раскачиваясь из-за сейсмических ритмов, проходящих через Землю, на которой они покоятся.
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Earth and Planetary Science Letters , сообщается, что Маттерхорн, одна из самых известных гор на планете, постоянно вибрирует примерно раз в две секунды из-за окружающей сейсмической энергии, возникающей в результате землетрясений и океанских волн по всему миру. .
«Это своего рода настоящая песня гор», — говорит Джеффри Мур , геолог из Университета Юты и старший автор исследования. «Это просто гудение этой энергии, и это очень низкая частота; мы не можем ее чувствовать, мы не можем ее слышать. Это тон Земли».
Запись «Песни гор».
Каждый объект «хочет» вибрировать на определенных частотах в зависимости от его формы и того, из чего он сделан (свойство, известное как резонанс ). Знакомые примеры включают камертоны и рюмки; когда энергия резонансной частоты попадает в объект, он сильнее трясется. Мур и его коллеги предположили, что горы — как и высокие здания, мосты и другие крупные сооружения — также вибрируют с предсказуемым резонансом на основе их топографической формы.
Но в отличие от мира гражданского строительства, в котором можно проверить, какие частоты являются резонансными, поместив большие вибраторы на конструкцию или ожидая, пока по ним проедет транспорт, было бы непрактично возбуждать что-то такое большое, как гора.
Вместо этого Мур и его международная команда сотрудников стремились измерить воздействие окружающей сейсмической активности, возможно, на одну из самых экстремальных гор: Маттерхорн.
Пирамидальная гора Маттерхорн, расположенная на границе Италии и Швейцарии в Альпах, является самой фотографируемой горой в мире . Он возвышается почти на 15 000 футов (4500 метров) над уровнем моря, а его четыре грани обращены по сторонам света.
Исследователи поднялись на вертолете на Маттерхорн, чтобы установить на вершине один сейсмометр на солнечной энергии размером примерно с «большую чашку кофе». Другой был помещен под половицы хижины в нескольких сотнях метров ниже пика, а третий был помещен у подножия горы в качестве ориентира, — говорит Сэмюэл Вебер , исследователь из Института исследований снега и лавин WSL в Швейцарии . ведущий автор исследования.
Сейсмометры непрерывно записывали движения и позволяли команде определять частоту и направление резонанса.
По словам Мура, движения небольшие, от нанометров на базовой линии до миллиметров во время землетрясения. «Но это очень реально. Это всегда происходит».
Измерения показали, что Маттерхорн последовательно совершает колебания в направлении север-юг с частотой 0,42 герца, или чуть реже, чем раз в две секунды, и в направлении восток-запад с аналогичной частотой.
Сравнив движение на вершине горы с измерениями эталонного сейсмометра у ее основания, исследователи обнаружили, что вершина двигалась гораздо больше, чем основание.
«Было довольно удивительно, что мы измерили движение на вершине, которое было в 14 раз сильнее, чем рядом с горой», — говорит Вебер.
Исследователи также провели измерения на Гроссер Митен , швейцарской горе аналогичной формы (хотя и меньшего размера), и обнаружили аналогичный резонанс.
«Я просто думаю, что это разумное сочетание выбора с точки зрения такого знакового места и тщательного размещения инструментов», — говорит Дэвид Уолд , сейсмолог из Геологической службы США, не участвовавший в исследовании. Выбор гладкой горы, такой как Маттерхорн, также устранил проблемы, связанные с почвой и отложениями, которые добавили бы еще один уровень сложности к измерению движения.
Что заставляет горы гудеть
Базовые колебания гор, таких как Маттерхорн, вызваны гулом сейсмической энергии.
«Многое из этого происходит из-за землетрясений, грохотающих по всему миру, а действительно отдаленные землетрясения способны распространять энергию и низкие частоты», — говорит Мур. «Они просто постоянно звонят по всему миру».
Но данные также указывали на другой, неожиданный источник: океаны.
По словам Мура, океанские волны, движущиеся по морскому дну, создают непрерывный фон сейсмических колебаний, известный как микросейсм , который можно измерить по всему миру. Интересно, что микросейсм имел частоту, аналогичную резонансу Маттерхорна.
«Интересно, что есть… какая-то связь между мировым океаном и возбуждением этой горы», — говорит Мур.
Исследование имеет практическое применение для понимания того, как землетрясения могут повлиять на крутые горы, где оползни и лавины вызывают постоянное беспокойство.
Но это также оживляет новый способ оценить Маттерхорн и все другие горы, раскачивающиеся по-своему под музыку, скрытую глубоко под Землей.
«Вы подходите к одной из этих форм рельефа с мыслью, что пытаетесь запечатлеть что-то скрытое, что-то новое и неизвестное в ней», — говорит Мур. «На самом деле это очень весело, потому что заставляет вас спокойно сидеть и думать о горе по-другому».
Ричард Сима — научный писатель из Балтимора, штат Мэриленд. У него есть докторская степень. получил степень бакалавра нейробиологии в Университете Джона Хопкинса и степень бакалавра нейробиологии в Гарвардском колледже.
Эта статья перепечатана с сайта Eos под лицензией Creative Commons. Оригинал статьи вы можете найти здесь .
