几种你最找不到的宝藏很隐秘(没有正确用途的烦恼就不是好宝藏)

19世纪时石油工人曾经的一大烦恼是 “杆蜡”(抽油杆上所结的蜡垢),因为杆蜡会妨碍他们正常工作,必须不时将它们从杆上清除才能继续工作。

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后来,有药剂师发现工人们会使用这种“杆蜡”来对灼伤和割伤治疗,好奇不已,开始了对这种油膏的研究,并由此发明了凡士林。

是的,就是你知道的那个Vaseline,医药用途极广,几乎每个药店都可以买到,这个变废为宝、“烦恼”变宝藏的故事也随着产品广为流传。

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研究海洋地震的科学家其实也遭遇过不少烦恼,其中一项就是各种海洋动物发出的声音。

而长须鲸的“鲸歌”是海洋中最强烈的动物叫声之一,声波引起的振动,会极大干扰地震仪的工作。这种动物发出的声音可以在海水中传播 1600 公里,声量达到 189 分贝,甚至与大型船舶产生的噪音一样大。

海底地震仪经常捕捉到鲸鱼重复的“歌曲”,科学家们必须从地震仪的记录信息中甄别并删除这些“歌曲”。

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总有人不甘心被已有的定式束缚住思维,不走寻常路。就像当年将杆蜡变成资源一样,于是,有研究者就提出,检测到的长须鲸“歌声”,是否可以从“烦恼”变成“宝藏”。

结果真的发现了长须鲸“鲸歌”的新用途:

用作确定地壳结构的地震源。

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探测海洋地壳的结构需要人工振动源。最常见的振动源是气枪,它确实有效,但对海洋生物有潜在危害,且并不是随处可以使用。

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海洋地震勘测气枪等人造仪器产生机械波,科学家们通过捕捉“回声”即返回的机械波不仅可以用来绘制海底地图,还可以寻找石油和天然气资源。

这是因为机械波在传播到介质改变的区域时会有不同的速度,并在交界面上产生折射、反射等行为,再由仪器接收到带有这些信息的“回声”,通过地球物理反演方法,解译“回声”反映波的传播路径,从而建构该区域的地下构造情况。

海底地震仪捕捉到的鲸鱼“回声”,是鲸鱼发出的声波穿透海底,并从地下岩层反弹回来的。

尤其长须鲸的声音“响亮”,并且其声波确实能够穿透海底,虽然穿透深度不是太深,但是,这些特性已经可以使长须鲸的“歌声”可用于绘制海洋地壳的密度图了。

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研究者分析了 6 首”长须鲸的“歌曲”——总共 22 小时的录音——由位于俄勒冈州海岸附近水下3000米深的地震仪捕获。通过观察鲸鱼的“歌声”回声,可以评估洋壳不同地层在海底 3 公里深处内的致密程度和厚度。这些发现与之前在同一地区使用气枪震源分析洋壳的研究相似。

然而,鲸鱼的声音提供的信息比气枪要少,气枪产生的振动可以穿透地下 8 公里。而且由于长须鲸叫声的频带较窄且主频较低,因此该方法提供的分辨率低于气枪调查。如果研究具有更宽频带、更高音调的鲸鱼发声,例如抹香鲸的发声,或许可用于海底沉积物的高分辨率研究。

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研究人员利用长须鲸的“歌声”进行海底地壳构造和地震研究。图据日本《新闻周刊》

虽然研究人员说明鲸鱼叫声不能完全取代气枪,但是,这种方法在海洋的某些部分可能很有价值——比如禁止气枪巨响干扰海洋生物海洋保护区。

有专家指出,这种方法也可用于指导海底地震仪的布设。在部署海底地震仪之前,科学家需要测量海床下方沉积物的厚度,以了解地震波在那里传播的速度,以便更准确地定位地震的震中。由于成本高昂,因此通常不使用气枪,而通常使用估计值。研究者认为,比起他们现在能从鲸鱼“歌声”中获取的信息,这些估计值的精确度可能略有逊色了。

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参考文献:

Sofia Moutinho. Whale songs allow researchers to take ‘ultrasound' of sea floor .Kuna V M. & Nábĕlek J L. Seismic crustal imaging using fin whale songs

利用长须鲸叫声进行地壳地震成像

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