Language
Country/Area
No result found
震撼地球的声音：你知道地震噪声的来源是什么吗？
在地球物理学、地质学和土木工程等相关领域中，地震噪声是指由于多种原因引起的相对持久的地面振动。这种振动通常被认为是信号记录中的非可解释或不需要的组成部分。地震噪声的物理来源主要来自于地面或近地表的源头，几乎完全由弹性表面波组成。
低频波（1赫兹以下）通常称为微震，而高频波（1赫兹以上）则被称为微微震。
地震波的主要来源包括人类活动（如交通或工业活动）、风和其他大气现象、河流和海浪。地震噪声与所有依赖地震学的科学领域都有关联，包括地质学、石油勘探、水文学以及地震工程和结构健康监测等。
这种噪声在对于敏感于外来振动的活动中，经常是一种干扰，例如地震监测和研究、精密铣削、望远镜、引力波探测和晶体生长等。然而，地震噪声也具有实用的用途，例如用于确定土木工程结构（如桥梁、建筑物和水坝）的低应变和时变动态性质；进行各种规模的地下结构地震研究，并常常使用地震干涉法；以及环境监测，如在河流地震学中的应用等。
地震噪声的来源
研究地震噪声的起源显示，频谱中的低频部分（1赫兹以下）主要来源于自然原因，主要是海浪的影响。特别是在0.1至0.3赫兹之间的全球观察到的峰值明显与同频水波的相互作用有关。在高频部分（1赫兹以上），地震噪声主要由人类活动如道路交通和工业工作引起；但自然来源如河流也会实现此效果。
在1赫兹以上，风和其他大气现象也可能是地面振动的主要来源。
例如，在喀麦隆，足球迷踩脚的“脚震”就是在低地震活动期间观测到的非人为活动之一。而在几内亚湾的博尼湾周围，每26到28秒出现的脉冲则被认为是由急流潜波反射而成，这样的现象也诉说着海浪的力量。
地震噪声的物理特征
地震噪声振动的振幅通常在0.1到10μm/s之间。全球评估的背景噪声模型显示出随频率变化的特性。地震噪声包括少量的体波（P波和S波），但表面波（Love波和Rayleigh波）是主要成分，因为它们是由地面源过程优先激发的。这些波是散射的，意味着它们的相速度随频率而变化（一般而言，随着频率增高而减少）。
由于色散曲线（相速度或懒惰等的频率函数）与剪弹波速随深度的变化有关，因此它可以作为一种非侵入式工具，用于确定地下的地震结构。
地震噪声的历史
在正常条件下，地震噪声具有非常低的振幅，并且人类无法感觉到，且在19世纪末的大多数早期地震仪中也无法记录到它。然而，到了20世纪初，日本地震学家大森房吉已经能够记录建筑物中的环境振动，并确定了建筑的共振频率。全球范围内的30秒至5秒地震噪声早在地震学的历史早期就被认可为海洋所引起，并且在1950年长戈尔（Longuet-Higgins）发表了综合理论。
当前地震噪声的应用
随着科技的进步，尤其是20世纪90年代以来随着地震干涉法的兴起，地震噪声的应用持续扩展。例如，利用环境振动和随机地震波场的分析，科学家们能够使用功率频谱、H/V峰值分析、色散曲线和自相关函数来特征化地下构造。单站方法和数组方法无疑为地震学带来了新的视角。
最后，地震噪声同样被视为经济发展的代理指标，反映人类活动的变化。
随着COVID-19疫情的影响，人类活动的减少使得地震噪声显著降低，成为观察外界环境的一个独特窗口。未来，随着对地震噪声认识的深入，我们是否能够揭开更多自然现象的奥秘呢？
