Измерение температуры океана путем измерения скорости проходящих через него звуковых волн
21 сентября 2020 г.
Группа исследователей из Калифорнийского технологического института и Китайской академии наук разработала новый способ измерения температуры океана путем измерения скорости распространения звуковых волн, генерируемых подводными землетрясениями. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Ученые продолжают изучать влияние глобального потепления на нашу планету. Еще в 70-х годах команда ученых из Института океанографии Скриппса предлагала использовать звуковые волны для измерения температуры мирового океана. Эту технику они назвали акустической томографией океана. Она была основана на идее, что теплая вода передает звуковые волны быстрее, чем холодная вода. Ещё тогда ученые отмечали, что эту технику можно использовать для измерения тепла в вертикальной толще воды в мировом океане, от морского дна и до самой поверхности. Но идея была отвергнута после того как экологи высказали опасения относительно того, что распространение мощных звуковых волн через океан может нанести вред морской жизни.
В последние годы исследователи океанов разместили более 4000 температурных датчиков по всему миру. Но эти датчики способны измерять температуру на глубине не более 2000 метров, что представляется недостаточным.
В своём новом исследовании ученые из Отделения геологических и планетарных наук Калифорнийского технологического института под руководством Венбо Вю реализовали методику использования акустической томографии, разработанную профессором Карлом Вуншом Отделения наук о Земле и планетологии Гарвардского университета для измерения температуры океанов. Вместо того, чтобы самим генерировать звуковые волны, они использовали акустические волны, возникающие при землетрясениях.
Их исследование демонстрирует, комбинация физической океанографии и классических сейсмологических методов потенциально открывает путь для совершенно новой и глобальной системы наблюдений. Ученые пишут в своём исследовании, что «для того, чтобы новый метод сработал, необходимо было найти стабильный источник повторяющихся звуковых волн». Это привело их к так называемым «повторяющимся землетрясениям», то есть к землетрясениям, которые происходят в одном и том же месте и с одной и той же интенсивностью на регулярной основе. За период с 2005 по 2016 год, исследователи измерили изменения времени прохода акустических волн от Индонезии до сенсорной станции на острове Диего-Гарсия. В результате ученые обнаружили, что температура воды повысилась в среднем на 0,044 градуса Цельсия. Эти данные коррелируют с показаниями плавающих датчиков температуры.
Читать подробнее:
1) Advance in global ocean acoustics
Источник: Science
Перевод/адаптация текста: «Вестник ОНЗ РАН»