這項(xiàng)技術(shù)正被開發(fā)，用來(lái)探測(cè)金星上的地震。一項(xiàng)新的研究報(bào)告詳細(xì)說(shuō)明了它是如何在2019年首次用氣球探測(cè)到離人類居住區(qū)更近的地震的。2019年7月4日至6日，加利福尼亞州里奇克雷斯特附近發(fā)生了一系列強(qiáng)烈地震，在6周內(nèi)引發(fā)了1萬(wàn)多次余震。然而美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室和加州理工學(xué)院的研究人員卻看到了一個(gè)寶貴的機(jī)會(huì)，他們借助氣球?qū)覓煸谇蛏系膬x器放飛到該地區(qū)上空，希望能通過(guò)氣球首次探測(cè)到自然發(fā)生的地震。他們的目標(biāo)是測(cè)試這項(xiàng)技術(shù)在金星的未來(lái)應(yīng)用，在那里，裝有科學(xué)儀器的氣球可以漂浮在金星那極端不適宜居住的表面上。他們成功了。7月22日，其中一個(gè)氣球上的高靈敏度氣壓計(jì)（測(cè)量氣壓變化的儀器）探測(cè)到地面余震引起的低頻聲波。在6月20日發(fā)表在《Geophysical Research Letters》上的最新研究中，氣球項(xiàng)目背后的技術(shù)團(tuán)隊(duì)描述了類似的技術(shù)如何幫助我們揭示金星最深處的奧秘。盡管金星表面溫度高到足以熔化鉛，大氣壓力高到足以壓碎潛艇，但是在這樣的惡劣環(huán)境中該技術(shù)依然可以達(dá)到預(yù)期效果。PlanetaryRumbles行星震動(dòng)金星大約有地球那么大，雖然它現(xiàn)在進(jìn)化成一個(gè)與我們宜居的世界截然不同的行星，但是在這之前它曾一度被認(rèn)為更適宜人類生存?？茖W(xué)家們還不清楚為什么會(huì)這樣。了解巖石行星是如何演化的一個(gè)關(guān)鍵方法是研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而最好的方法之一就是測(cè)量在其表面下四處反彈的地震波。在地球上，不同的材料和結(jié)構(gòu)以不同的方式折射這些次表層波。通過(guò)研究地震或爆炸產(chǎn)生的波的強(qiáng)度和速度，地震學(xué)家可以確定地表下巖石層的特征，甚至可以精確定位液體的儲(chǔ)層，如石油和水。這些測(cè)量也可用于探測(cè)火山活動(dòng)和地殼構(gòu)造。
其中一個(gè)“heliotrope”氣球正在為2019年里奇克雷斯特一系列地震后不久的飛行做準(zhǔn)備。這些氣球是從加利福尼亞的莫哈韋沙漠發(fā)射的，可以在該地區(qū)上空飄浮。“我們對(duì)地球內(nèi)部的大多了解，包括它是如何冷卻的，以及它與地表的關(guān)系，以及生命存在的地方，都來(lái)自于對(duì)橫越深至地球內(nèi)核的地震波的分析?！奔又堇砉W(xué)院地震實(shí)驗(yàn)室礦物物理學(xué)教授William E. Leonhard、該研究的合著者Jennifer M. Jackson說(shuō)，“數(shù)以萬(wàn)計(jì)的地面地震儀密集的分布在空間網(wǎng)絡(luò)中，從而在地球上實(shí)現(xiàn)了這種可能性。在其他行星上，我們就沒(méi)有這種享受了，尤其是金星。觀察那里的地震活動(dòng)將加強(qiáng)我們對(duì)巖態(tài)行星的理解，但金星的極端環(huán)境要求我們要研究新的探測(cè)技術(shù)?！?/span>自2016年以來(lái)，噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室和加州理工學(xué)院一直在開發(fā)這種基于氣球的地震學(xué)技術(shù)。因?yàn)榈卣鸩óa(chǎn)生聲波，信息從地下被傳播到大氣中。然后，通過(guò)研究來(lái)自空氣的聲波就可以收集到有價(jià)值的科學(xué)數(shù)據(jù)，就像地震學(xué)家研究來(lái)自地面的地震波一樣。如果這能在金星上實(shí)現(xiàn)，科學(xué)家將找到一種方法來(lái)研究行星神秘的內(nèi)部，而不需要在其極端環(huán)境的表面上布置任何探測(cè)設(shè)備。TheRidgecrest Quakes里奇克萊斯特地震在2019年里奇克萊斯特地震序列之后的余震中，噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的Attila Komjathy和他的同事們釋放了兩個(gè)“heliotrope”氣球來(lái)推進(jìn)這個(gè)項(xiàng)目。在新墨西哥州阿爾伯克基的桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Daniel Bowman研究的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，這些氣球在被太陽(yáng)加熱后上升到大約11到15英里(18到24公里)的高度，然后在黃昏時(shí)返回地面。當(dāng)氣球漂浮時(shí)，它們攜帶的氣壓計(jì)測(cè)量出該地區(qū)上空的氣壓變化，而余震產(chǎn)生的微弱聲波振動(dòng)則在空氣中傳播。StudentProject: Make a Planetary Exploration Balloon研究項(xiàng)目：做一個(gè)行星探測(cè)氣球加州理工學(xué)院地震實(shí)驗(yàn)室和挪威地震陣列(NORSAR)的地震學(xué)家Quentin Brissaud說(shuō)：“試圖通過(guò)氣球探測(cè)自然發(fā)生的地震是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，當(dāng)你第一次看到數(shù)據(jù)時(shí)，你會(huì)感到失望，因?yàn)榇蠖鄶?shù)低震級(jí)的地震在大氣中不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的聲波。各種環(huán)境噪聲均會(huì)被檢測(cè)，甚至氣球本身也會(huì)產(chǎn)生噪音?！?/span>在之前的測(cè)試中，研究人員在系留氣球下方的地面上檢測(cè)到了地震落錘(落到地面的重物)產(chǎn)生的地震波的聲波信號(hào)和爆炸聲。然而，研究人員能在自然地震上用自由漂浮的氣球做同樣的研究嗎？其中最主要的挑戰(zhàn)是：無(wú)法確保在氣球升空的時(shí)候會(huì)發(fā)生地震。7月22日，他們有了一個(gè)幸運(yùn)的突破：地面地震儀記錄到近50英里(80公里)處發(fā)生了4.2級(jí)余震。大約32秒后，一個(gè)氣球在上升到近3英里(4.8公里)的高度時(shí)，探測(cè)到一種低頻聲波振動(dòng)，這種聲波的頻率低于人類聽力的閾值，被稱為次聲波。通過(guò)與計(jì)算機(jī)模型和仿真進(jìn)行分析和對(duì)比，研究人員證實(shí)，他們第一次通過(guò)氣球攜帶的儀器檢測(cè)到一場(chǎng)自然發(fā)生的地震。該研究的第一作者Brissaud說(shuō)：“因?yàn)槟霞又莸牡卣饍x地面站網(wǎng)絡(luò)非常密集，所以我們能夠得到地震發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)等地面實(shí)況。我們探測(cè)到的地震波與附近的地面站有很大的相關(guān)性，與模擬數(shù)據(jù)相比，我們相信我們檢測(cè)到了地震。”研究人員將繼續(xù)在地震活躍的地區(qū)上空放飛氣球，以獲取更多與地震相關(guān)的次聲波。通過(guò)在同一個(gè)氣球上加上幾個(gè)氣壓計(jì)，并同時(shí)放飛多個(gè)氣球，他們希望能在不需要地面站確認(rèn)的情況下確定地震發(fā)生的地點(diǎn)。向金星發(fā)放氣球已經(jīng)被證明是可行的。1985年，蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)合作組織在那里部署了兩個(gè)Vega任務(wù)氣球，將數(shù)據(jù)傳輸了46個(gè)多小時(shí)。兩個(gè)氣球都沒(méi)有攜帶探測(cè)地震活動(dòng)的儀器?，F(xiàn)在，這項(xiàng)研究表明，在金星上探測(cè)次聲波技術(shù)也是可行的。事實(shí)上，由于金星的大氣層比地球的密度大得多，聲波傳播得更有效。
