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震撼地球的聲音：你知道地震噪聲的來源是什麼嗎？
在地球物理學、地質學和土木工程等相關領域中，地震噪聲是指由於多種原因引起的相對持久的地面振動。這種振動通常被認為是信號記錄中的非可解釋或不需要的組成部分。地震噪聲的物理來源主要來自於地面或近地表的源頭，幾乎完全由彈性表面波組成。
低頻波（1赫茲以下）通常稱為微震，而高頻波（1赫茲以上）則被稱為微微震。
地震波的主要來源包括人類活動（如交通或工業活動）、風和其他大氣現象、河流和海浪。地震噪聲與所有依賴地震學的科學領域都有關聯，包括地質學、石油勘探、水文學以及地震工程和結構健康監測等。
這種噪聲在對於敏感於外來振動的活動中，經常是一種干擾，例如地震監測和研究、精密銑削、望遠鏡、引力波探測和晶體生長等。然而，地震噪聲也具有實用的用途，例如用於確定土木工程結構（如橋樑、建築物和水壩）的低應變和時變動態性質；進行各種規模的地下結構地震研究，並常常使用地震干涉法；以及環境監測，如在河流地震學中的應用等。
地震噪聲的來源
研究地震噪聲的起源顯示，頻譜中的低頻部分（1赫茲以下）主要來源於自然原因，主要是海浪的影響。特別是在0.1至0.3赫茲之間的全球觀察到的峰值明顯與同頻水波的相互作用有關。在高頻部分（1赫茲以上），地震噪聲主要由人類活動如道路交通和工業工作引起；但自然來源如河流也會實現此效果。
在1赫茲以上，風和其他大氣現象也可能是地面振動的主要來源。
例如，在喀麥隆，足球迷踩腳的“腳震”就是在低地震活動期間觀測到的非人為活動之一。而在幾內亞灣的博尼灣周圍，每26到28秒出現的脈衝則被認為是由急流潛波反射而成，這樣的現象也訴說著海浪的力量。
地震噪聲的物理特徵
地震噪聲振動的振幅通常在0.1到10μm/s之間。全球評估的背景噪聲模型顯示出隨頻率變化的特性。地震噪聲包括少量的體波（P波和S波），但表面波（Love波和Rayleigh波）是主要成分，因為它們是由地面源過程優先激發的。這些波是散射的，意味著它們的相速度隨頻率而變化（一般而言，隨著頻率增高而減少）。
由於色散曲線（相速度或懶惰等的頻率函數）與剪彈波速隨深度的變化有關，因此它可以作為一種非侵入式工具，用於確定地下的地震結構。
地震噪聲的歷史
在正常條件下，地震噪聲具有非常低的振幅，並且人類無法感覺到，且在19世紀末的大多數早期地震儀中也無法記錄到它。然而，到了20世紀初，日本地震學家大森房吉已經能夠記錄建築物中的環境振動，並確定了建築的共振頻率。全球範圍內的30秒至5秒地震噪聲早在地震學的歷史早期就被認可為海洋所引起，並且在1950年長戈爾（Longuet-Higgins）發表了綜合理論。
當前地震噪聲的應用
隨著科技的進步，尤其是20世紀90年代以來隨著地震干涉法的興起，地震噪聲的應用持續擴展。例如，利用環境振動和隨機地震波場的分析，科學家們能夠使用功率頻譜、H/V峰值分析、色散曲線和自相關函數來特徵化地下構造。單站方法和數組方法無疑為地震學帶來了新的視角。
最後，地震噪聲同樣被視為經濟發展的代理指標，反映人類活動的變化。
隨著COVID-19疫情的影響，人類活動的減少使得地震噪聲顯著降低，成為觀察外界環境的一個獨特窗口。未來，隨著對地震噪聲認識的深入，我們是否能夠揭開更多自然現象的奧秘呢？
