永久冻土的地震监测揭示了可能与变暖有关的趋势

在过去三年中，穿过挪威斯瓦尔巴群岛 Adventdalen 山谷朗伊尔城附近地面的地震波一直在稳步放缓，这很可能是由于北极山谷的永久冻土变暖所致。 这一趋势发表在Seismological Research 上的一项新研究中Letters，展示了如何使用地震监测来跟踪全球气候变化下的永久冻土稳定性。该研究是即将出版的北极和南极地震学杂志重点部分的一部分。

Bourgogne Franche-Comté 大学的 Julie Albaric 在 NORSAR(挪威)工作期间，及其同事使用从各种地震网络和活跃地震实验中收集的数据来了解更多关于斯瓦尔巴群岛 Adventdalen 山谷的地震环境的信息，并了解更多关于该地区永久冻土动态的信息。

研究人员能够检测到地震波速度的季节性变化，他们将其归因于浅层(2 至 4 米深)永久冻土层冰含量的变化。地震波在岩石和冰等固体材料中移动得更快，而在更多液体或更软的材料中移动得更慢。

浅层永久冻土对季节性温度变化很敏感，这可以解释Albaric、NORSAR 的 Daniela Kühn 及其同事发现的地震速度的季节性变化。但研究人员在分析了该地区永久地震网络收集的数据后，还发现 2009 年至 2011 年间速度呈线性下降趋势，表明永久冻土层越来越融化。

“据我们所知，这是第一项显示这种长期速度趋势的研究，”阿尔巴里克说。“我们的研究表明，维护永久性天文台是值得的，这种长期的数据收集是宝贵的，而且数据使用的选择可能会出现，而这并不是最初安装的重点。”

SPITS 阵列的所在地，斯瓦尔巴群岛。信用：NORSTAR

研究人员正在寻找监测永久冻土的方法，因为它的稳定性会对全球气候产生重大影响，广泛融化可能导致温室气体排放增加。

Albaric 说，地震监测可以成为检测永久冻土变化的强大工具，特别是因为与其他一些地球物理方法不同，数据是连续记录的。“此外，地震方法非常敏感，根据网络几何形状，它们使我们能够瞄准不同深度并覆盖大面积区域，从而使我们能够扩展钻孔温度测量提供的非常局部的观测。”

斯瓦尔巴群岛的环境地震活动噪声包括体波(穿过地球内部)，以及当平均温度上升到冰点以上时出现的间歇性表面波。研究小组建议，这些表面波具有低温起源。

Kühn 指出，充满挑战的北极环境使得部署、维护和检索网络数据变得困难。“例如，在夏天，山谷里布满了一条宽阔的辫状河，限制了永久地震仪的安装位置。冬天，寒冷的气温、冰雪对设备造成了恶劣的影响，缩短了电力供应的时间。太阳能板。”

“气象条件显然使野外工作具有挑战性，”Albaric 补充说，“尤其是在安装站和在低于 -30°C 的温度下不戴手套使用键盘时。”

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