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流星在震动图

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2012年4月23日

这张地震记录是由位于塞拉山麓的伯克利CMB地震台记录的,它显示了由流星产生的音爆引起的地面运动。当音爆到达车站时,地面被压力波轻微地向下推,因此记录中出现了强烈的向下运动。几秒钟后,地面恢复了弹性。

这张地震记录是由位于塞拉山麓的伯克利CMB地震台记录的,它显示了由流星产生的音爆引起的地面运动。当音爆到达车站时,地面被压力波轻微地向下推,因此记录中出现了强烈的向下运动。几秒钟后,地面恢复了弹性。

周日早上8点左右,在加州东部和内华达州的大部分地区听到了巨大的爆炸声,这不仅让许多被爆炸声粗暴惊醒的人神经紧张。它还触发了房屋和汽车的警报,许多受惊的人报了警。天文学家很快断定,一颗洗衣机大小的流星向东飞越西海岸进入了地球大气层。这可能是一年一度的Lyrid流星雨的一部分,流星雨在周末达到了顶峰。类似于以超音速飞行的喷气式飞机,火弹的飞行产生音爆,内华达山脉两侧数百平方英里范围内都能听到。然而,这颗流星的速度至少比最快的喷气式战斗机快十倍。

这一巨大的爆炸也被该地区的许多地震仪记录了下来,其中包括伯克利数字地震台网及其姊妹台网的灵敏仪器,这些台网由内华达大学里诺分校和美国地质调查局运营。

这些设计用来探测地面最轻微移动的地震仪怎么会也能探测到声音呢?为了找出原因,我们需要稍微探索一下波的物理。声波和地震波本质上是相同的。两者都属于弹性波。声波使空气分子来回运动。当这种振动到达我们的耳鼓或麦克风的隔膜时,它被感知或记录为噪音。类似地,地震波使地面上的粒子振动,尽管频率比可听到的声波低得多。

虽然大多数人都能听到频率在几百赫兹到15000赫兹之间的声波(每秒振动),但地震引起的振动范围在次声波或更低。一般来说,这些频率太低,人耳听不到。然而,地震检波器被设计为在次声范围内运行最好,最低频率为几毫赫兹。因此,当声音的频率足够低时,就可以用地震仪记录下来。

有两个原因可以解释为什么周日早上听到的巨大音爆会在地震网络上留下明显的痕迹。首先,音爆由无数频率的声波组成,其中一些频率在次声范围内。这些低频振动可以直接触发地震仪。

另一个原因是音爆的强度。当一架飞机或一颗流星以比声速更快的速度穿过空气时,它会在它的前后产生一系列的声波。这些波比喷气式飞机本身要慢,因为它们在空气中的传播速度不能超过声音的速度——或者简单地说:它们不能足够快地离开飞机。当喷气机不断产生越来越多的这种声波时,它们被卡住,被迫聚集在一起,最终合并成一种单一的冲击波——音爆。当它触地时,它不仅会让我们的耳膜眼花缭乱。它还会在地球表面产生压力脉冲,从而产生大小合适的振动。这就是地震仪所接收到的

当美国宇航局的航天飞机还在飞行时,人们就对音爆的地震特征进行了广泛的研究。每次航天飞机降落在洛杉矶东部爱德华兹空军基地干涸的湖床上,它的音爆都会被位于南加州的地震仪网络记录下来。我们可以找到更多关于这些独特地震记录的信息在这里。(hra078)