科學家破解全球神秘震動之謎

在一項最新研究中，科學家利用一種全新的衛星測高技術，首次提供了直接觀測證據，證實了2023年9月至10月期間出現的異常全球性地震震動，確實是由于格陵蘭發生的兩次超級海嘯所引發的被困駐波。6月3日，相關論文發表于《自然-通訊》。

2023年9月，一種奇特的全球性地震信號被首次觀察到，它每隔90秒重復一次，持續了整整九天，并在一個月后再次重現。一年后，有兩項科學研究提出，這些地震異常現象的根源是發生在格陵蘭東部一個偏遠峽灣中的兩場由大規模山體滑坡引發的超級海嘯，而山體滑坡則是由于一座無名冰川升溫所導致的。這些波浪被認為被困在了峽灣系統中，形成了來回擺動的駐波，從而引發了神秘的地震信號。

然而，直到現在，還沒有任何對這些駐波的直接觀測來驗證這一理論。盡管一艘丹麥軍艦在首次地震發生三天后便抵達該峽灣，卻依然未能觀測到那個引發全球震動的波浪。

傳統的衛星高度計由于觀測間隔時間長、且只能沿衛星正下方進行采樣，因此只能提供一維的海面剖面圖，無法捕捉到足夠的水位差異來識別這些波浪。但在這項新研究中，研究人員采用了全新的數據分析方法來解讀衛星測高數據。這種技術通過測量雷達脈沖從衛星發射到地表再返回所需的時間，來測定地球表面（包括海洋）的高度。

研究人員使用了新型地表水海洋地形衛星（SWOT）捕獲的數據。SWOT的核心是Ka波段雷達干涉儀（KaRIn），其配備兩個安裝在衛星兩側、相距10米的天線。這兩個天線協同工作，通過三角定位分析從雷達脈沖反射回來的信號，使研究人員能夠以前所未有的精度，在寬達50公里的范圍內，測量海洋和地表水的高度。

研究人員利用KaRIn的數據，在兩次海嘯發生后的不同時間點繪制了格陵蘭峽灣的水位變化圖。這些圖清晰地顯示出了跨越峽灣通道的水位傾斜現象，最大高度差達到兩米。關鍵在于，這些傾斜方向在不同時刻相反，表明水體在峽灣中來回流動。

為了證明此前提出的理論，研究人員將這些觀測結果與數千公里之外測量到的地殼微小運動聯系起來，使其即使在衛星未觀測到的時段內，也能重建該波浪的特征。此外，他們還重建了當時的天氣和潮汐條件，以排除風力或潮汐造成這些現象的可能性。

論文第一作者、英國牛津大學工程科學系博士生Thomas Monahan表示：“氣候變化正在催生出前所未有的極端現象，并且在如北極這樣的偏遠地區變化最快，但人類在那里部署物理傳感器的能力卻非常有限。這項研究表明，我們可以借助新一代地球觀測衛星技術來研究這些過程。”

論文共同作者、牛津大學工程科學系教授Thomas Adcock表示，這項研究展示了下一代衛星數據如何解決過去長期懸而未決的現象。“我們將能獲得關于海嘯、風暴潮和巨浪等海洋極端事件的新見解。然而，充分利用這些數據的同時還需要創新，比如結合機器學習以及我們對海洋物理的理解來解讀這些新發現。”

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-59851-7