그녀는 해저 화산(및 Taylor Swift)의 지진을 해독합니다 | 콴타 매거진

우리는 종종 화산을 초고층 빌딩의 경이로움으로 생각하지만 지하 세계로 통하는 이러한 관문은 물 속에도 있습니다. 불행하게도 해저 화산은 지상의 형제 화산보다 연구하기가 더 까다롭습니다. 그러나 당신은 그보다 더 그것에 매혹되고 더 완고하게 그것을 연구하기로 결심한 사람을 찾기 어려울 것입니다. 재키 캐플란 아우어바흐.

웨스턴 워싱턴 대학의 화산학자인 Caplan-Auerbach는 지진학자이기도 합니다. 지진의 흔들림을 이용해 지구물리학을 이해하는 사람입니다. 그리고 활화산이 엄청난 지진을 일으키는 경우도 종종 있습니다. 그들은 가능한 한 많은 지진 소음을 냅니다. Caplan-Auerbach에게 그 소음은 그녀의 과학적인 귀에 음악과도 같습니다. 즉, 우리 행성의 내부 작동을 배우는 데 사용할 수 있는 데이터입니다.

이러한 화산 노래를 듣는 것은 단지 고립된 과학적 호기심을 충족시키는 것만이 아닙니다. 남태평양의 해저 화산이 Hunga Tonga-Hunga Ha'apai라는 이름으로 격변을 일으켰을 때 2022년 XNUMX월 폭발, 그것은 파괴적인 지역 쓰나미를 일으켰고, 대기를 드럼 표면처럼 요동치게 만들었고, 통가 왕국의 본섬을 재 속에 묻었습니다. Caplan-Auerbach와 그녀의 동료들은 그러한 격렬한 폭발의 사운드 트랙을 연구함으로써 발작 뒤에 숨은 물리학에 대해 충분히 배울 수 있어 미래의 화산 재해의 영향을 완화할 수 있기를 바라고 있습니다.

Quanta Magazine Caplan-Auerbach를 만나 지구물리학으로의 여정과 이 마그마 산맥의 멜로디를 연구하는 것이 어떤 것인지에 대해 논의했습니다. 인터뷰 내용은 명확성을 위해 압축 및 편집되었습니다.

당신이 하는 일을 어떻게 설명하나요?

나는 화산의 노래로 묘사되는 화산계에서 발생하는 지진을 연구합니다. 나는 항상 소리를 좋아했습니다. 그리고 저는 항상 공명과 정재파를 좋아했습니다. 정재파의 전형적인 예는 맥주를 마시고 병 윗부분에 바람을 불어넣을 때 윙윙거리는 소리입니다. 또는 와인잔 윗부분에 손가락을 대는 경우도 있는데, 이는 내 술취한 취향에 더 가깝습니다. 노래한다. 모든 것에는 모양과 물질적 특성과 관련된 윙윙거리는 소리가 있으며 화산도 다르지 않습니다. 그들의 도관에는 윙윙거리는 소리가 있습니다.

이유는 모르겠지만 그 과학은 항상 나에게 정말 매력적이었습니다. 그게 바로 제가 좋아하는 일이었는데, 화산에서도 그 일을 하게 됐어요.

너 이전에 통화한 콴타, 이야기를 위해 화산 내부의 지진이 녹은 암석이 깊은 곳에 쌓이거나 표면을 향해 이동하여 폭발로 이어질 수 있는지를 어떻게 알 수 있는지에 대해 설명합니다. 하지만 수중 화산을 어떻게 감시합니까? 

일반적으로 바다는 연구하기 어렵습니다. 아주 멀리는 볼 수 없습니다. 악기를 내려놓는 것은 매우 어렵습니다. 추워. 고압입니다. 짠맛이에요. 사물이 부식되고 파열됩니다.

해저 화산을 모니터링하고 싶다면 장비를 그곳에 배치할 수 있습니다. 대부분의 경우 지진계를 포함한 장비를 배 밖으로 떨어뜨립니다. 그런 다음 우리는 떠났다가 다시 돌아와 도구를 회수하고 우리가 없는 동안 무슨 일이 일어났는지 살펴봅니다. 하지만 실시간으로 정보를 얻으려면 일반적으로 다음을 수행해야 합니다. 계측 케이블을 깔다, 비용은 천문학적입니다.

어떤 종류의 악기를 사용할 수 있나요? 

수중청음기 또는 기계식 귀 들어 모든 종류의 수중 소음에 대한 훌륭한 도구입니다. 소리가 갇히는 수중 XNUMXkm 정도의 구역이 있습니다. 수중청음기가 있으면 문자 그대로 수천 킬로미터 떨어진 곳에서도 소리를 들을 수 있습니다. '아, 저 소리는 여기서 나오는데 저 소리는 저기서 나오네요'라고 알려주는 배열을 설정할 수 있습니다. 지진 소리, 산사태 소리, 화산 폭발 소리, 고래 소리, 배 소리 등을 들을 수 있습니다. 맙소사, 배가 시끄럽습니다. 그리고 화산 활동에 관한 노래를 스트리밍할 수도 있습니다.

이상적인 세계에서는 여전히 화산 자체에 지진계가 있을 것입니다. 하지만 수중청음기만으로 많은 것을 알 수 있습니다. 통가 지역에는 수중청음기가 여러 차례 배치된 적이 있는데, 앞으로 더 사용해 보고 싶은 도구입니다.

나는 물속이나 물 위에서 각각의 새로운 분출이 처음으로 번역이 필요한 새로운 방언을 듣는 것과 같다고 상상합니다.

오른쪽. 언제 해안에 접근하는 잔해 같은 용암 흐름이 있습니까? 그리고 언제 강과 같은 용암 흐름이 흘러 들어옵니까? 우리는 처음에는 이런 종류의 것들을 식별하는 방법을 모릅니다. 이래서 과학이 재미있습니다. 재미있는 부분은 다음과 같습니다. 나는 모른다. 어떻게 알 수 있는가?

당신을 매료시키는 해저 화산의 특징은 무엇입니까?

그들은 우리가 알지도 못하는 물속에서 일어나는 특별한 일들이 있다는 것을 보여줍니다. 그것은 우리가 그다지 관련성이 없다는 느낌을 갖게 하는데, 그것은 정말 멋진 일이라고 생각합니다. 이 행성은 우리를 위해 여기에 있는 것이 아닙니다. 이 행성은 그 자신의 일을 하고 있습니다.

이러한 정서적 딜레마가 없는 폭발이나 지진이 있습니까?

나는 ~에 대해 이야기한다. 2002년 데날리 지진 완벽한 지진으로서: 그것은 거대했고 놀라운 영향을 미쳤으며 그 결함이 어떻게 작용하는지에 대한 많은 질문에 대답했지만 아무도 죽지 않았습니다. 죄책감 없이 진심으로 흥분할 수 있는 규모가 거의 8.0에 달하는 이 사건이었습니다.

그것은 해저 화산의 또 다른 좋은 점입니다. 통가에 있는 이 바보를 제외하면 대부분의 사람들은 이들로부터 영향을 받지 않습니다.

수중 화산이 아닌 다른 분야를 전문적으로 다루고 싶은 유혹을 느낀 적이 있습니까?

하와이대학교에 다닐 때 해양 지구물리학과 행성과학 사이에서 고민 중이었습니다. 저는 '맙소사, 화성에서 가장 높은 화산인 올림푸스 몬스(Olympus Mons)'를 연구할 수 있겠다는 생각이 들었습니다. 하지만 두 번째 학기에 저는 남태평양의 라우 분지에서 28일간의 연구 크루즈 여행을 떠났고 해양 지구물리학에 서명하고 봉인하여 전달했습니다. 나는 단지 배에 있는 것을 좋아합니다. 그래서 나는 그 행성의 물건을 가지고 싶었습니다.

종종 놀라운 일이지만 수중 화산은 때때로 공포를 불러일으킬 수 있습니다. 이는 2022년 XNUMX월 폭력 사태로 입증되었습니다. 헝가 통가-헝가 하'아파이 폭발은 수중에서 시작되었지만 즉시 해수면 위로 폭발하여 지구 대기에 구멍을 뚫음으로써 알려졌습니다. 화산과 지진에 대한 당신의 매력은 이러한 재난에도 불구하고 어떻게 유지됩니까?

그것은 자연재해를 연구하는 데 있어서 어려운 점 중 하나입니다. 어떻게 과학과 자연재해에 대해 그토록 흥미를 가질 수 있습니까? 무례하게 굴지 마라 부정적인 영향을 받은 사람들에게? 그리고 그것은 정말 어렵습니다. 내가 이러한 일들에 대해 매우 기뻐하는 것은 또한 내가 아직 파괴적인 폭발을 일으키지 않았기 때문일 수도 있습니다.

통가 화산 폭발의 충격파 쓰나미를 일으켰다 지구 반대편, 대서양과 지중해 모두에서. 그 시점까지는 이론적인 가능성에 불과했지요. 그렇죠? 

응. 통가 화산 폭발로 쓰나미가 발생할 수 있음이 확인되었습니다. 대기 중력파에 의해. 정말 놀랍습니다.

그 놀라운 폭발이 일어난 지 거의 XNUMX년이 지났습니다. 분화. 그 사건에 대한 연구가 어떤 방식으로든 화산학의 과학을 발전시켰습니까?

예. 화산의 대부분은 꽤 온전한, 정말 말도 안 돼요. 그리고 거기서 나온 물질, 즉 분출된 화산 잔해는 이동했습니다. 지금까지 수중. 이와 같은 크고 특이한 사건으로 인해 우리의 질문이 다시 쓰여지고 방향이 바뀌는 것 같습니다. 내 생각에 이번 폭발은 우리가 이전에 묻지 않았던 질문을 불러일으키는 것 같습니다. 주로, 건물 자체가 산산조각이 나지 않고 어떻게 이 엄청난 폭발력이 일어날 수 있습니까?

그렇다면 눈에 띄는 폭발은 위험할 수 있지만 과학자들에게 화산이 작동하는 방식에 대한 단서를 제공한다는 것이 좋은 점일까요?

오른쪽. 때때로 우리는 다른 기술을 사용하기 때문에 이러한 단서를 찾습니다. 때때로 우리는 행성이 우리에게 선물을 주기 때문에 그것을 발견합니다. 그리고 저는 이번과 같은 폭발이 어느 정도 부정적인 영향을 받은 사람들과 관련하여 과학적으로 약간의 선물이라고 생각합니다.

이번 여름, 귀하의 연구는 예상치 못한 그룹인 Swifties의 관심을 끌었습니다.  

맙소사. 나는 그 어떤 것도 후회하지 않습니다.

테일러 스위프트(Taylor Swift)는 지난 22월 23일과 XNUMX일 양일간 시애틀 루멘 필드(Lumen Field)에서 공연을 펼쳤는데, 콘서트에서 발생하는 지진파를 살펴봤습니다. 당신의 말에 따르면 분석, 이러한 공연은 마치 작은 지진처럼 측정 가능한 지진 활동을 일으켰습니다. 그리고 그것은 많은 것을 얻었습니다. 언론의 관심. 어땠어?

나는 더 이상 화산을 연구하는 사람이 아닙니다. 저는 스위프트 퀘이크(Swift Quake)로 유명한 사람입니다. 정말 우스꽝스럽습니다. 사람들은 다음과 같이 질문했습니다. Taylor Swift가 연락했나요? 아니요, Taylor Swift는 연락하지 않았습니다. 

당신은 제시 XNUMX월 샌프란시스코에서 열린 미국지구물리학연맹(American Geophysical Union) 모임에서 스위프트 퀘이크(Swift Quake)에 관한 당신의 연구. 무엇을 공개할 예정인가요?

데이터가 너무 멋집니다. 지진계를 사용하여 분당 비트, 즉 리듬을 식별하면 "Blank Space" 및 "Shake It Off"와 같은 개별 노래를 식별할 수 있습니다. 그리고 우리는 실제로 증폭된 음악, 밴드, 군중의 행동 등을 구별할 수 있습니다. 그들은 정말 독특하고 흥미로운 지진 특성을 가지고 있습니다.

이는 수중 화산 내부의 다양한 활동 유형을 식별하는 것과 크게 다르지 않습니다.

오른쪽. 다양한 화산-지진 리듬은 움직이는 마그마가 암석을 깨뜨리는 것부터 산사태까지 다양한 유형의 화산 활동에 해당합니다. 그리고 과학자가 아니더라도 Swift Quake에 정말 흥미를 느끼는 사람들이 있습니다. 그리고 과학에 관해서라면 대중의 관심을 사로잡는 것은 무엇이든 좋습니다. 정말 행복해요. 

많은 사람들은 화산학자를 불 같은 산을 오르고 단단한 암석과 부글부글 끓어오르는 용암 샘플을 채취하는 사람으로 생각합니다. 그러나 지진을 사용하여 마그마, 가스 및 Swifties를 "듣기" 위해서는 많은 물리학도 필요합니다. 그리고 당신이 본질적으로 물리학자인 것처럼 들립니다. 그렇다면 당신에게 가장 먼저 떠오른 것은 화산입니까, 아니면 물리학입니까?

아버지는 의학 학위를 갖고 계셨지만 항상 천문학을 좋아하셨습니다. 우리가 그의 집을 방문했을 때 우리는 밖에 앉아 있었고 그는 망원경을 갖고 있었고 별에 관해 이야기를 나누곤 했습니다. 나는 천문학과 천체 물리학을 좋아했습니다. 기본적으로 저는 물리학을 좋아했습니다. 나는 XNUMX학년 물리학 수업에서 우리가 문자 그대로 서서 파생을 응원했던 것을 기억합니다.

그것은 마치 대단한 마술이 펼쳐지는 것을 보는 것과 비슷합니다. 

그랬어요! 제가 기억하는 마술같은 강의가 두 개 있었습니다. 하나는 빛의 속도가 일정하고 기준계에 의존하지 않는다는 것을 증명하는 것이었습니다. 그리고 이 숫자가 수학에서 벗어난다는 것은 정말 마술적이었습니다.. 그리고 다른 하나는 우리가 파생했을 때였습니다. E = mc². 정말 멋졌어요.

다들 우리가 수학여행을 좋아해서 지질학에 왔다고 생각하는 것 같아요. 하지만 나를 사로잡은 것은 그 파생물이었습니다. 때로는 우리가 그것의 아름다움을 축하해야 한다고 생각합니다. 왜냐하면 어떤 사람들에게는 그것으로 충분하기 때문입니다. 그것은 매혹적입니다. 나는 현장에 나가는 것을 좋아하고 지진계를 사용하고 배에 타는 것을 좋아합니다. 하지만 우리는 물리학의 아름다움도 축하해야 한다고 생각합니다.