深海,是科学仅剩的几处终极前沿之一。人类至今只探查了不足0.001%的海底。海洋学不仅有助人们理解气候变化、生态系统,对于研究地球深部的剧烈脉动,比如地震和它掀起的致命海啸,更是不可或缺。

科学家绘制的海底“肖像”,远不如火星表面那样精细。图片来源:美国地质调查局

英国《自然》网站在7月15日的报道中指出,先进的钻探技术、灵敏的地震传感器,以及将海底光缆变为巨型地震监测网等新兴手段,正联手组成深海之网,从不同维度探查地球深处,从而监测像地震、海啸这样的灾害。

研究人员使用海底地震仪研究地幔。图片来源:美国国家航空航天局

海底地震仪为地幔“造影”

地球的板块构造由地幔对流驱动,地幔这层厚厚的固态岩石夹在地壳与地核之间,厚逾2800公里,占地球八成以上的体积,但其内部如何翻涌至今成谜。

为了看清地幔及其内部对流的细节,科学家将海底地震仪布设在洋底,借不同密度岩石对地震波速度的影响,来勾勒地幔深处的运动。英国伦敦大学学院地震学家安娜·费雷拉形象地描述:就像一锅沸腾的糖浆,不同密度的糖浆对流形态各异。那些比周围更热的固态地幔羽流向上涌动,曾在大洋中造就了冰岛、夏威夷群岛等火山链。

上世纪90年代,相关研究多聚焦太平洋。如今,由伦敦大学学院领衔的“新地震观测的向上地幔流”(UPFLOW)项目,正在亚速尔、加那利和马德拉群岛周边的大西洋底收集数据。这些海底地震仪一沉入海底便记录整年,捕捉地球深部的“脉搏”,再利用类似医学CT的技术,拼接出一幅幅地幔的三维图像。

这项技术的应用还不止于此。2022年3月,一场地震风暴震动了亚速尔群岛的圣乔治火山,火山喷发导致恐慌骤起。费雷拉团队火速布下6台海底地震仪,如同为火山装上了临时“心电监护仪”,迅速绘制出岩浆在地下的活动图像,为危机研判提供了关键依据。