Dağlar Dünyanın Sismik Şarkısına Sallanır

Feb 03 2022
Dağlar stoacı ve hareketsiz görünebilir, ancak araştırmalar aksini gösteriyor. Matterhorn gibi devasa olanlar her zaman hareket ediyor, birkaç saniyede bir hafifçe ileri geri sallanıyor.
Araştırmacılar referans istasyonunu İsviçre Alpleri'ndeki Matterhorn'un eteğine kuruyor. Jeff Moore/Utah Üniversitesi

İnsan perspektifinden bakıldığında, dağlar sakin ve hareketsiz durur, sessiz dayanıklılık ve hareketsizliğin devasa sembolleri.

Ancak yeni araştırmalar, dağların aslında her zaman hareket ettiğini, üzerinde durdukları Dünya'da akan sismik ritimlerden hafifçe sallandığını ortaya koyuyor.

Earth and Planetary Science Letters dergisinde yayınlanan yakın tarihli bir araştırma , gezegendeki en ünlü dağlardan biri olan Matterhorn'un, dünyanın dört bir yanındaki depremlerden ve okyanus dalgalarından kaynaklanan ortam sismik enerjisi nedeniyle yaklaşık iki saniyede bir sürekli titrediğini bildiriyor. .

Utah Üniversitesi'nde jeolog ve çalışmanın kıdemli yazarı Jeffrey Moore , "Bu, bir tür gerçek dağ şarkısı" diyor . "Sadece bu enerjiyle uğultu ve çok düşük frekans; onu hissedemiyoruz, duyamıyoruz. Bu, Dünya'nın bir tonu."

Matterhorn'un zirvesinden kaydedilen sürekli ortam titreşim verileri, duyulabilir hale gelmek için 80 kat hızlandı. Kredi: Jeff Moore/Utah Üniversitesi

'Dağın Şarkısı'nı Kaydetmek

Her nesne, şekline ve yapıldığı şeye bağlı olarak belirli frekanslarda titreşmek "istiyor" ( rezonans olarak bilinen bir özellik ). Tanıdık örnekler arasında akort çatalları ve şarap kadehleri; rezonans frekansının enerjisi cisme çarptığında daha sert sallanır. Moore ve meslektaşları, yüksek binalar, köprüler ve diğer büyük yapılar gibi dağların da topografik şekilleri temelinde tahmin edilebilir rezonanslarda titreştiğini varsaydılar.

Ancak, yapıya büyük çalkalayıcılar yerleştirerek veya araçların üzerinden geçmesini bekleyerek hangi frekansların rezonansa sahip olduğunu test edebileceğiniz inşaat mühendisliği dünyasının aksine, bir dağ gibi büyük bir şeyi heyecanlandırmak pratik olmayacaktır.

Bunun yerine, Moore ve uluslararası işbirlikçi ekibi, ortamdaki sismik aktivitenin etkilerini belki de en uç dağlardan biri olan Matterhorn'da ölçmeye çalıştı.

Araştırmacılar Matterhorn'a her türlü sensörü yerleştirdi. Burada Jan Beutel, dik kaya yüzeyleri, permafrost ve iklim hakkında sürekli veri akışı sağlayan PermaSense sensör ağındaki bakım çalışmaları sırasında görülüyor.

Alpler'de İtalya ve İsviçre sınırında yer alan piramit şeklindeki Matterhorn, dünyanın en çok fotoğrafı çekilen dağı . Yaklaşık 15.000 fit (4.500 metre) yüksekliktedir ve dört yüzü ana yönlere bakar.

Araştırmacılar, zirvede kabaca "büyük bir fincan kahve" büyüklüğünde bir güneş enerjili sismometre kurmak için Matterhorn'u helikopterle uçurdu. İsviçre'deki WSL Kar ve Çığ Araştırmaları Enstitüsü'nde araştırmacı olan Samuel Weber , bir diğerinin zirvenin birkaç yüz metre altındaki bir kulübenin döşeme tahtalarının altına yerleştirildiğini ve üçüncü bir referans olarak dağın eteğine yerleştirildiğini söylüyor . çalışmanın baş yazarı.

Sismometreler sürekli olarak hareketleri kaydetti ve ekibin rezonansın frekansını ve yönünü çıkarmasına izin verdi.

Moore, hareketlerin küçük, bir deprem sırasında taban çizgisinde nanometreden milimetreye kadar küçük olduğunu söylüyor. "Ama bu çok gerçek. Her zaman oluyor."

Ölçümler, Matterhorn'un sürekli olarak kuzey-güney yönünde 0,42 hertz veya iki saniyede bir defadan biraz daha az bir frekansta ve doğu-batı yönünde benzer bir frekansta salındığını gösterdi.

Dağın tepesindeki hareketi, tabanındaki referans sismometreden alınan ölçümlerle karşılaştıran araştırmacılar, zirvenin tabandan çok daha fazla hareket ettiğini buldular.

Weber, "Dağın yanından 14 kata kadar daha güçlü olan zirvedeki hareketi ölçmemiz oldukça şaşırtıcıydı" diyor.

Araştırmacılar ayrıca benzer şekilde (daha küçük de olsa) bir İsviçre dağı olan Grosser Mythen üzerinde ölçümler yaptılar ve benzer bir rezonans buldular.

Çalışmaya dahil olmayan ABD Jeolojik Araştırmaları'ndan bir sismolog olan David Wald , "Yerleşimin çok ikonik olması ve aletlerin dikkatli yerleştirilmesi açısından seçimlerin akıllıca bir kombinasyonu olduğunu düşünüyorum" diyor . Matterhorn gibi pürüzsüz bir dağın seçilmesi, hareketin ölçülmesine başka bir karmaşıklık katmanı ekleyecek olan toprak ve tortunun getirdiği sorunları da ortadan kaldırdı.

Bu animasyon, Matterhorn'un 0.43 Hz'de simüle edilmiş mod 1 deformasyon alanını (çok abartılı) gösterir; renk haritası göreli modsal yer değiştirmeleri gösterir.

Dağları Hum Yapan Nedir?

Matterhorn gibi dağların temel titreşimlerine sismik enerjinin uğultusu neden olur.

Moore, "Bunların çoğu, tüm dünyada sallanan depremlerden geliyor ve gerçekten uzak depremler, enerji ve düşük frekansları yayabiliyor" diyor. "Sürekli dünyayı dolaşıyorlar."

Ancak veriler, beklenmedik bir başka kaynağa da işaret etti: okyanuslar.

Moore, deniz tabanlarında hareket eden okyanus dalgalarının, dünya çapında ölçülebilen, mikrosisizm olarak bilinen sürekli bir sismik salınımlar arka planı oluşturduğunu söylüyor. Şaşırtıcı bir şekilde, mikrosisizm Matterhorn'un rezonansına benzer bir frekansa sahipti.

Moore, "İlginç olan şu ki, dünya okyanusları ile bu dağın heyecanı arasında bir bağlantı var" diyor.

Araştırma, heyelan ve çığların sürekli endişe kaynağı olduğu sarp dağları depremlerin nasıl etkileyebileceğini anlamada pratik uygulamalara sahiptir.

Ama aynı zamanda Matterhorn'u ve Dünya'nın derinliklerinde saklı bir müziğe kendi yollarında sallanan diğer tüm dağları takdir etmenin yeni bir yolunu hayata geçiriyor.

Moore, "Gizli bir şeyi, onun hakkında yeni ve bilinmeyen bir şeyi yakalamaya çalıştığınız fikriyle bu yeryüzü şekillerinden birine geldiniz" diyor. "Aslında çok eğlenceli çünkü sessizce oturmanızı ve dağ hakkında farklı bir şekilde düşünmenizi sağlıyor."

Richard Sima , Baltimore, Maryland'de yaşayan bir bilim yazarıdır. Doktora derecesi var. Johns Hopkins Üniversitesi'nden sinirbilim alanında ve Harvard Koleji'nden nörobiyoloji alanında lisans derecesi aldı.

Bu makale, Creative Commons lisansı altında Eos'tan yeniden yayınlanmıştır. Orijinal makaleyi burada bulabilirsiniz .