长须鲸“唱支歌”，我们就看清海底的样子啦！

鲸类的歌声有一个神奇的功能：用来“绘制”海洋地质地震图

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海洋对于人类来说充满了神秘感，尽管我们已经登上了月球和火星，但是对于海洋深处依然知之甚少。

海底的地质结构到底是什么样子的？

有哪些矿产资源？

哪里会发生地震？

为了弄清这些复杂的问题，科学家发明了气枪。这个气枪可不是孩子们手里打塑料弹的玩具枪，而是能够在水中释放高压气体进行地质勘测的高科技设备。

气枪的工作原理并不复杂，就是通过安装在船只上的气枪释放高压气体形成向周围传播的波，当波冲击海底时会制造地震波。

地震波被安放在海底的海底地震仪接收到后，就可以通过深地壳结构成像还原海底地壳结构，监听海底地震的活动了。说白了，通过气枪+海底地震仪的组合，就可以给海底做个CT啦！

图注：探索海底使用地震气枪，图片来自guardianlv.com

图注：正在投放中的海底地震仪，图片来自
http://www.travelinggeologist.com/

图注：海底测量示意图，图片来自lyellcollection.org

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用气枪来探索海底地壳看似简单，其实存在着很多问题：

首先就是时间长、耗资大，仅凭几条测量船要花多长时间才能将整个海底勘测完呢？这个过程中的人员配置和设备使用损耗一点也不便宜。

第二就是不环保，气枪制造的波我们当然是听不到的，但是对于海洋生物来说无疑是巨大的噪音，甚至会对某些海洋生物造成致命伤害，环境危害明显，深受环保组织的诟病。

科学家一直在思考用什么方式替代气枪，做到既环保又便宜。直到十多年前，科学家在位于加拿大西海岸的太平洋中监听到了一组奇怪的声音，为我们找到替代办法提供了线索。

胡安·德富卡海脊位于靠近加拿大西海岸的太平洋海底，为了实时监测海底的地质活动情况，科学家在这里投放了海底地震仪。

除了常见的声音和震动，海底地震仪接收到了一些奇特的声响，科学家起初以为这些声音是由某种军事设备发出的，但是经过对比才确认原来是长须鲸在“唱歌”！

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图注：游泳中的长须鲸，图片来自newsbomb

长须鲸可是体型仅次于蓝鲸的地球第二大动物，其体长可达26米，相当于三辆公共汽车连在一起的长度，体重更是超过70吨，等于1000个成年男人加起来的重量。长须鲸在全球海洋中都有分布，它们往往组成6至10只的小群体展开活动。

长须鲸之间通过声音交流，能够发出16至40赫兹之间的低频叫声。当美国的生物学家第一次听到长须鲸发出的响亮、干净，而且富有节奏的声音时，还以为是前苏联的新型声呐发生的声响呢。

为了能够突破水的阻隔，长须鲸的叫声具有极强的穿透力，甚至能够达到海底以下2500米的深度！这不正是科学家苦苦寻找的气枪替代品吗？

为了研究长须鲸的叫声，美国俄勒冈州立大学地球、海洋和大气科学学院教授约翰·纳贝莱克（John Nabelek）带领研究小组展开专项研究，他们以俄勒冈州布兰科角外海底的54个海底地震仪组成的网络为基础，监听了经过这片海域的长须鲸。

科学家发现，每当有长须鲸发出叫声的时候，海底地震仪就会接受到强烈的信号，其中有6头长须鲸的声音被辨认和记录下来。

长须鲸的叫声穿过水体进入海底之后，声波就转换成了地震波，而地震波会在海底沉积物、玄武岩、岩浆冷却时形成的辉绿岩之间反射和折射，然后被海底地震仪收到，科学家根据这些信号就可以确认海底之下岩层的类型、厚度和其他数据了。

会“唱歌”的长须鲸就是一台活着的气枪，不过它们的声音非常安全和环保。

图注：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，图片来自《新闻周刊》

我们能够确定搭载气枪船只的坐标，以此来标定探测海底的位置，长须鲸可不是船只，不可能听从人类的命令。

其实这个问题很好解决，只要通过三台海底地震仪同时对一头长须鲸的位置进行三角测量，就可以确保测量点位置的精确性啦。

在未来，我们如果能够完全掌握和复制长须鲸的声音，就可以直接用于绘制海底地壳的地震图像，进行海底地壳结构的研究啦。

想不到长须鲸的“歌声”竟然能够成为我们探索海洋的工具，所以保护鲸类，研究鲸类会给我们带来更多的惊喜！

资料来源：Andrews, Robin (11 February 2021). "Whale Songs Could Reveal Deep Secrets Beneath the Oceans". The New York Times. Retrieved 12 February 2021