我们的星球在全球变暖的影响下正在颤抖

当海浪上升和下降时,它们会对下面的海底施加力并产生地震波。这些地震波是如此强大和广泛,以至于它们在地震仪上表现为稳定的震动,地震仪与用于监测和研究地震的仪器相同。

近几十年来,这种波浪信号变得越来越强烈,反映了越来越暴风雨的海面和更高的海浪。

在一个新研究在期刊上自然通讯,同事和我追踪了过去四十年来世界各地的增长。

这些全球数据,以及其他海洋、卫星和区域地震研究,显示波浪能在数十年之内增加,这与全球气温上升导致的风暴增加相吻合。

地震学与海浪有什么关系

全球地震网络以监测和研究地震以及使科学家能够创建映像地球深处的内部。

这些高灵敏度仪器连续记录各种自然和人为地震现象,包括火山爆发、核爆炸和其他爆炸、流星撞击、山体滑坡和冰川地震.

它们还可以捕获来自风、水和人类活动的持续地震信号。例如,地震学网络观察到,随着世界各地实施封锁措施,人为地震噪声的全球安静在冠状病毒大流行期间.

然而,全球最普遍的地震背景信号是由风暴驱动的海浪产生的持续震动,被称为全球微震。

两种类型的地震信号

海浪在两种不同的方式.

两者中最有活力的,被称为二次微震,在大约 8 到 14 秒的时间内跳动。当成组波浪向各个方向穿过海洋时,它们会相互干扰,从而在海底产生压力变化。然而,干扰波并不总是存在的,所以从这个意义上说,它是整体海浪活动的不完美代表。

海浪产生全球地震信号的第二种方式是称为初级微震过程.这些信号是由行进的海浪直接推拉海底引起的。

由于波浪中的水运动会随着深度的增加而迅速下降,因此这发生在水深小于约 1,000 英尺(约 300 米)的区域。在地震数据中,主要微震信号可见为持续 14 到 20 秒的稳定嗡嗡声。

摇晃的星球告诉我们什么

在我们的研究中,我们估计并分析了1980年代后期的历史初级微震强度,为52世界各地的地震仪站点具有长期连续记录的历史。

我们发现,这些站点中有41个(79%)在几十年中显示出非常显着和渐进的能量增长。

结果表明,自20世纪末以来,全球平均海浪能以每年0.27%的中位数速度增长。然而,自2000年以来,全球平均增长率每年上升0.35%。

自 1980 年代后期以来的海浪增强:每个圆圈都是一个地震台站,其大小与该台站的垂直加速度成正比,并在三年内平滑。红色圆圈表示地震动大于历史中位数的时期;蓝色表示周期较小。同步图显示了所有站点的中位数垂直加速度异常,并反映了厄尔尼诺周期和近年来更明显的增加。资料来源:Rick Aster

我们在南极洲半岛附近非常暴风雨的南大洋地区发现了最大的整体微震能量。但这些结果表明,与历史水平相比,北大西洋海浪的增强速度是近几十年来最快的。

这与最近的研究表明是一致的北大西洋风暴强度沿海灾害正在增加。风暴 Ciarán2023 年 11 月以强大的海浪和飓风袭击欧洲,就是一个破纪录的例子。

长达数十年的微震记录还显示了北半球和南半球之间强烈冬季风暴的季节性波动。它捕捉了南极海冰增长和缩小的波浪抑制效应,以及与厄尔尼诺和拉尼娜周期相关的多年高点和低点及其对海浪和风暴的长期影响。

总之,这些和其他近期地震研究补充气候和海洋研究的结果,表明随着气候变暖,风暴和海浪正在加剧。

沿海警告

海洋吸收了大约90%的多余热量与近几十年来人类活动产生的温室气体排放量增加有关。多余的能量可以转化为更具破坏性的海浪和更强大的风暴.

我们的研究结果提供了另一个对沿海社区的警告,海浪高度的增加会冲击海岸线,破坏基础设施和侵蚀土地.

波浪能增加的影响因持续存在而进一步加剧海平面上升气候变化和沉降。他们强调了减缓气候变化和在沿海基础设施和环境保护战略中建立复原力的重要性。

理查德·紫苑,地球物理学教授兼系主任,科罗拉多州立大学

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