私たちは火山を超高層の驚異だと考えがちですが、地質の地下世界への入り口は水中にも存在します。 残念ながら、海底火山は陸上の火山よりも研究が難しいです。 しかし、彼以上にそれらに魅了され、そしてこれほど頑固にそれらを研究しようと決意している人を見つけるのは難しいでしょう。 ジャッキー・カプラン-アウアーバッハ.

西ワシントン大学の火山学者であるカプラン・アウアーバッハ氏は、地震学者でもあり、地震の揺れを利用して地球物理学を理解しています。 そして、活火山が驚異的な地震を発生させるのは偶然です。 彼らはできるだけ多くの地震音を立てます。 カプラン＝アウアーバッハにとって、その騒音は科学者の耳にとって音楽であり、地球の内部の仕組みを知るために使用できるデータです。

これらの火山の歌を聴くことは、孤立した科学的好奇心を満たすことだけではありません。 南太平洋の海底火山「フンガ・トンガ・フンガ・ハアパイ」が壊滅的な被害を受けたとき 2022年XNUMX月に爆発、それは壊滅的な地域津波を引き起こし、大気をドラム缶の表面のように轟かせ、トンガ王国の本島を灰で埋めました。 カプラン・アウエルバッハ氏らは、このような激しい噴火のサウンドトラックを研究することで、発作の背後にある物理学を十分に学び、将来の火山災害の影響を軽減できると期待している。

クォンタマガジン カプラン・アウアーバッハ氏に会い、彼女の地球物理学への道のりと、これらのマグマの山のメロディーを研究することがどのようなものかについて話し合いました。 インタビューはわかりやすくするために要約および編集されています。

自分のやっていることをどのように説明しますか?

私は火山系で起こる地震を研究しており、それを火山の歌と表現しています。 私は昔から音が大好きでした。 そして、私はいつも共振と定在波が大好きでした。 定在波の典型的な例は、ビールを飲んでボトルの上部に息を吹きかけると、ブーンという音を立てるときです。または、ワイングラスの上部に指をなぞったときもそうです。これは私の酒好きの好みとグラスの関係に当てはまります。歌います。 すべてのものには、その形状や素材の特性に関連するノイズがあり、火山も例外ではありません。 導管にはハム音が発生します。

理由はわかりませんが、その科学は常に私にとって非常に魅力的でした。 それはまさに私が大好きだったことであり、それを火山で行うことができました。

あなたは 以前話した クアンタ、物語のために 火山内部の地震によって、溶けた岩石が深部に蓄積しているのか、それとも表面に向かって移動しているのかがどのように明らかになり、おそらく噴火につながるのかについて。 しかし、どうやって海底火山を監視するのでしょうか? 

一般に海洋は研究が難しい。 あまり遠くは見えません。 楽器を置くのはとても難しいです。 寒いです。 高圧的だ。 塩辛いです。 物は腐食し、破裂します。

海底火山を監視したい場合は、計測器を設置できます。 ほとんどの場合、私たちは地震計を含む機器を船外に落とします。 それから私たちは立ち去り、そして戻ってきて器具を回収し、私たちがいない間に何が起こったかを確認します。 しかし、リアルタイムで情報を取得したい場合は、通常、次のことを行う必要があります。 計装ケーブルを敷設する、その費用は天文学的です。

どのような種類の楽器が使用できますか? 

ハイドロフォン、または機械的な耳 聞く あらゆる種類の水中ノイズを除去する素晴らしいツールです。 水中に約XNUMXキロメートルの深さに音が閉じ込められるゾーンがある。 そこに水中聴音器があれば、文字通り何千キロも離れたところからの音を聞くことができます。 「ああ、あの音はここから来ている、あの音はあそこから来ている」ということを伝える配列を設定できます。 地震が聞こえ、地滑りが聞こえ、火山の噴火が聞こえ、クジラの音が聞こえ、船の音が聞こえます。神様、船の音がうるさいのです。 火山活動の曲をストリーミングすることもできます。

理想的な世界では、火山そのものに地震計が設置されているでしょう。 しかし、水中聴音器だけでも多くのことを知ることができます。 トンガ地域では何度か水中聴音器が配備されており、もっと活用していきたいツールです。

水中または水上で、新たな噴火が起こるたびに、翻訳が必要な新しい方言を初めて聞くようなものだと思います。

右。 瓦礫の溶岩流が海岸に近づくのはいつですか、それとも川のような溶岩流が滴り落ちるのはいつですか? 最初は、このようなものをどのように識別すればよいのかわかりません。 だからこそ科学は楽しいのです。 面白いのは、「分からない、どうやって調べればいいの?」と言うところです。

海底火山の何があなたを惑わすのでしょうか?

彼らは、私たちが知らない驚くべき出来事が水中で起こっていることを私たちに示します。 それは私たちにはそれほど関係がないように感じさせます、それは一種の素晴らしいことだと思います。 この地球は私たちのためにあるのではありません。 この惑星は独自のことを行っています。

この感情的なジレンマのない噴火や地震はあるでしょうか?

私は次のことについて話します 2002年デナリ地震 完璧な地震として：それは巨大で、驚くべき影響を及ぼし、断層がどのように機能するかについて多くの疑問に答えましたが、誰も死亡しませんでした。 マグニチュード 8.0 に近いこの出来事は、罪悪感なく心から興奮できるものでした。

それも海底火山の良いところです。 トンガのこの最悪のケースを除いて、ほとんどの場合、人々はそれらの影響を受けません。

海底火山以外のことを専門にしたいと思ったことはありますか?

ハワイ大学に通っていたとき、海洋地球物理学をやるか惑星科学をやるか迷っていました。 私は、なんと、火星で最も高い火山であるオリンポス山を研究できるのではないかと思いました。 しかし、28 学期目には、南太平洋のラウ盆地で XNUMX 日間の調査航海に参加し、海洋地球物理学に署名、封印され、届けられました。 私は船に乗るのが大好きです。 それで私は、その惑星のことを一体どうやってやろうと思ったのです。

海底火山はしばしば驚くべきものですが、時には恐怖を引き起こすこともあります。 これは 2022 年 XNUMX 月に暴力団によって実証されました。 フンガ・トンガ-フンガ・ハ'アパイ噴火 — 水中から始まったものの、すぐに海面上で爆発し、地球の大気に穴を開けたことでその名が知られるようになりました。 火山や地震に対するあなたの魅力は、これらの災害に直面してもどのように保たれますか?

それは自然災害を研究する上での課題の XNUMX つです。どうして私はその科学や研究にそんなに興奮できるのでしょうか。 失礼なことをしないでください 悪影響を受けた人々へ? そしてそれは本当に難しいことです。 私がこれらのことで一喜一憂するのは、私がまだ壊滅的な規模の噴火に取り組んでいないからかもしれません。

トンガ噴火の衝撃波 引き起こされた津波 地球の反対側、大西洋と地中海の両方で、それまでは理論上の可能性でしかありませんでした。 

うん。 トンガの噴火は津波を引き起こす可能性があることを確認した 大気重力波による。 それは気が遠くなるようなことだ。

あの異常な爆発からほぼXNUMX年が経ちます 噴火。 その出来事に関する研究は火山学の科学を何らかの形で前進させましたか?

はい。 火山の大部分は、 かなり無傷、それはクレイジーです。 そしてそこから出てきたもの、つまり噴出した火山の破片は移動しました ここまでは水中で。 このような大規模かつ異例の出来事により、私たちの質問は書き換えられ、方向転換されると思います。 今回の噴火は、おそらく私たちがこれまで問うことのなかった疑問を呼び起こしたと思います。 まず第一に、建造物自体が粉々に吹き飛ぶことなく、これほどの爆発力がどのようにして起こるのでしょうか?

では、顕著な噴火は危険な場合もありますが、利点は科学者に火山の仕組みについての手がかりを提供するということでしょうか?

右。 別のテクノロジーを使用しているために、これらの手がかりが見つかることがあります。 時々、私たちがそれらを見つけるのは、地球が私たちに贈り物を提供してくれるからです。 そして、今回のような噴火は、ある程度、そして悪影響を受ける人々にとっては、科学的にはちょっとした贈り物のような気がします。

この夏、あなたの研究は思いがけないグループ、Swifties の注目を集めました。  

何てことだ。 それについては何も後悔していません。

テイラー・スウィフトは22月23日とXNUMX日にシアトルのルーメン・フィールドでパフォーマンスを行い、コンサートによって発生した地震波を目にしました。 あなたによると 分析、これらのパフォーマンスは、ちょうど小さな地震のように、測定可能な地震活動を引き起こしました。 そしてそれはたくさんのことを手に入れました 注目を集める。 どうでしたか？

私はもはや火山を研究する人間ではありません。 私はSwift Quakeで有名な人物です。 それはまったくばかげています。 人々は「テイラー・スウィフトは連絡を取ったのか？」と尋ねました。 いいえ、テイラー・スウィフトは連絡をとっていません。 

あなたは 提示 XNUMX月にサンフランシスコで開催されたアメリカ地球物理学連合の集会で、スウィフト・クエイクに関するあなたの研究が発表されました。 何を明らかにするのでしょうか？

データはとてもクールです。 地震計を使用して XNUMX 分あたりのビート、つまりリズムを特定することで、「Blank Space」や「Shake It Off」などの個々の曲を特定できます。 そして、私たちは実際に、増幅された音楽、バンド、群衆の行動などを区別することができます。 それらは実に独特で興味深い地震特性を持っています。

それは、海底火山内部のさまざまな種類の活動を特定することとそれほど変わりません。

右。 異なる火山地震のリズムは、岩石を割るマグマの移動から地滑りに至るまで、さまざまな種類の火山活動に対応しています。 そして、科学者ではなくても、スウィフト・クエイクに本当に興味を持っている人たちがいます。科学に関して言えば、一般の人々の興味を引くものは何でも素晴らしいのです。 本当に嬉しいです。 

多くの人は火山学者というと、燃えるような山を登り、硬い岩石や泡立つ溶岩のサンプルを採取する人だと考えています。 しかし、地震を使ってマグマ、ガス、Swifties を「聞く」には、多くの物理学も関係します。そして、あなたは根っからの物理学者のようですね。 それで、あなたにとって最初に思いついたのは火山ですか、それとも物理学ですか?

私の父は医学の学位を持っていましたが、いつも天文学が大好きでした。 私たちが彼の家を訪れたとき、私たちは外に座って、彼は望遠鏡を持っていて、星のことについて話しました。 私は天文学と天体物理学が大好きでした。 基本的に物理学が好きでした。 XNUMX年生の物理の授業で、私たちは文字通り立って導出を応援していたのを覚えています。

まるで素晴らしい手品が演じられているのを見ているような気分になります。 

そうだった！ 私が覚えている魔法のような講義が XNUMX つありました。 XNUMX つは、光の速度が一定であり、基準座標系に依存していないことを証明することでした。 そして、この数字が数学から外れるのは完全に魔法でした. そしてもう XNUMX つは、 E = mc²。 とてもかっこよかったです。

みんな、私たちが校外学習が好きで地質学に来たと思っているようです。 しかし、私を魅了したのはその派生です。 そして時々、その美しさを称賛すべきだと思うことがあります。なぜなら、人によってはそれだけで十分だからです。 それは魅力的です。 私は野外に出るのが大好きで、地震計を使ったり、船に乗ったりするのが大好きです。 しかし、私たちは物理学の美しさも称賛すべきだと思います。