书城童书物理知识知道点:走进声音世界
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第83章 大自然秘密的“泄露者”

火山喷发产生次声波

在广漠无垠、气象万千的自然界,不仅海上风暴可以产生次声,而且许许多多的自然现象在发生的过程中,也都伴有次声的产生和传播。

1883年8月27日,位于印尼苏门答腊岛和爪哇岛之间的克拉卡托火山突然大爆发,巨大的爆炸声传到了5000千米之外的印度洋上的罗德里格斯岛。同时,远离火山几万千米地方的观测站的微气压计也都出现了明显的读数偏差,后来证实这是这次火山爆发所产生的次声引起的。这是世界上首次记录到的次声。

海啸产生次声波

1908年6月30日,一颗特大的陨石落在了俄罗斯西伯利亚大森林中并发生了猛烈的爆炸,这就是有名的“通古斯大爆炸”。这次陨石大爆炸不仅发出了震天的巨响,而且也产生了很强的次声,在几万千米外的伦敦都记录到了。

此外,人们通过研究发现,地震海啸、电闪雷鸣、波浪击岸、水中漩涡、晴空湍流、龙卷风、磁暴、极光等一类自然活动中,也都伴有次声产生出来。

磁暴产生次声波各类自然现象中产生的次声,给我们送来了丰富的自然信息。虽然这种次声人们无法用耳朵直接听到它,但是可以利用各种仪器将它接收并记录下来。通过对它所携带信息的分析处理,就有可能使人们深入地认识这些自然现象的特性和规律,并能对某些灾害性事件作出比较科学的预报。

雷电产生次声波

地震是一种经常发生的自然灾害,它是由于地球内部变动引起的地壳震动造成的。地震的破坏力很大,因此它给人类带来的灾难是深重的。1976年7月28日,我国唐山发生的里氏7.8级大地震,把一个上百万人口的工业城市,顷刻间变成一片废墟。地震是不可避免的,因而加强地震探测和预报就显得格外重要。目前利用地震仪探测地震,还只能记录该仪器放置点的地面位移量,能不能通过某种方法测出较大范围内地面的位移量呢?科学家认为,有效地探测地震发生时发出的次声,有可能为地震测报工作提供一种新的方法。

地震产生次声波

强烈地震发生时,沿地球表面传播的地震波会向大气辐射次声。地震波有三种:纵向波、横向波和表面波。这三种地震波激发的次声强度各不相同,其中以表面波产生的次声最强。接收这三种不同的次声,可以从中推算出地震波的垂直幅度、方向龙卷风产生次声波和通过时的水平速度,进而就可知道接收地点周围某个范围内,由于受地震影响而发生的地面位移的平均值。

龙卷风也是一种破坏力很大的自然灾害,由于它常常来得突然,所以用一般气象预报方法很难对它作出预报。美国南部密西西比河流域是世界著名的陆上龙卷风发生地,在那儿附近人们经常记录到一种频率只有十分之几赫的次声,后来发现这种次声是从龙卷风发生区域传来的。现在人们就利用几个相隔上百千米的次声接收站组成探测网,通过接收次声来探测龙卷风的发生地点,并据此作出预报。用这种方法还可以探测其他的天气现象,并且根据对次声的频率分析,可以鉴别各种气象类型。

极光产生次声波在地球南北极附近的夜空中,时常会出现一种五色斑斓、景色壮观的光带或光弧,这就是极光。由于极光对远程导弹预警雷达会产生干扰,所以人们一直在注意研究它的活动规律。后来人们发现,极光发生时能发出从千分之几赫到几赫的次声。近年来人们在高纬度地区设置了不少次声接收站,长年累月地接收和分析极光产生的次声,以便作出极光活动的预报。

利用自然界中各种现象产生的次声来探测和揭示自然现象的规律,是摆在人们面前的一个新的课题。随着这项研究工作的不断深入,相信被次声揭开的大自然的秘密,将会越来越多。

地震波

地震波是由地震震源发出的在地球介质中传播的弹性波。地球内部存在着地震波速度突变的基干界面、莫霍面和古登堡面,将地球内部分为地壳、地幔和地核三个圈层。

地震波按传播方式分为三种类型:纵波、横波和面波。纵波是推进波,地壳中传播速度为5.5~7千米/秒,最先到达震中,又称P波,它使地面发生上下振动,破坏性较弱。横波是剪切波,在地壳中的传播速度为3.2~4.0千米/秒,第二个到达震中,又称S波,它使地面发生前后、左右抖动,破坏性较强。面波又称L波,是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波。其波长大、振幅强,只能沿地表面传播,是造成建筑物强烈破坏的主要因素。