原子鐘可更好地預(yù)測火山噴發(fā)
2015年08月23日 10:44 2593次瀏覽 來源： 中國有色網(wǎng) 分類： 地質(zhì)礦業(yè) 作者： 趙紀(jì)東 王艷茹 編譯
《國際地球物理學(xué)雜志》日前發(fā)表了題為《利用原子鐘監(jiān)測垂向地表運(yùn)動》的文章。文章指出，高精度的原子鐘可以用于監(jiān)測火山，潛在地提高了對未來火山噴發(fā)的預(yù)測精度。此外，地基原子鐘還可以監(jiān)測地殼對固體潮的響應(yīng)。
原子鐘測量時間的精度極高，最好的原子鐘的精度誤差小于1秒/100億年。然而，目前原子鐘尚未得到充分重視和利用。分析研究表明，廣義相對論預(yù)測的時間放緩可以采用本地時鐘進(jìn)行測量，并用于火山監(jiān)測。廣義相對論認(rèn)為，類似于地球的巨大物體上不同位置的時鐘具有不同的節(jié)拍率，離物體越近，時鐘的節(jié)拍越慢。同樣，地下物體也會影響地表上方本地時鐘的節(jié)拍率。新的熔巖填充火山下方的巖漿房，會使位于上方的時鐘節(jié)拍率慢于距離較遠(yuǎn)的時鐘。目前采用GPS接收器監(jiān)測火山，在預(yù)測新的巖漿體積時，必須將若干年內(nèi)的研究數(shù)據(jù)加以整合。本地高精度原子鐘網(wǎng)可以在數(shù)小時內(nèi)提供相同的信息，更加密切地監(jiān)測火山內(nèi)部運(yùn)動過程，更好地預(yù)測未來火山噴發(fā)。
原子鐘也可用于監(jiān)測固體潮。由于地球在日月引力場中運(yùn)動，會產(chǎn)生形變，在海洋中表現(xiàn)為潮汐，在陸地表現(xiàn)為大陸的周期性升降（地面最高可以抬升50厘米）。全球原子鐘網(wǎng)采用互聯(lián)網(wǎng)的光纖電纜進(jìn)行連接，提供連續(xù)的固體潮測量，檢測現(xiàn)有的理論模型，還可以檢測地殼對固體潮響應(yīng)的地區(qū)差異。
研究人員希望，在未來幾年，可以在火山地區(qū)部署高精度原子鐘。然而，企業(yè)卻缺乏足夠的興趣和投入。研究人員認(rèn)為，原子鐘可以用來監(jiān)測火山下部的巖漿運(yùn)動，例如黃石超級火山，其爆發(fā)將會影響整個地球上的生命。
責(zé)任編輯：陳鑫
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