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在南极朝137公尺深的冰洞里头扔冰块,会听到什么?

admin 科技 2020-05-10 21 1

最近,有一位名叫约翰‧安德鲁‧希金斯(John Andrew Higgins)的科学家在社群媒体上发布了一段有趣的影片。他们在南极的冰盖上钻了一个直径22公分、深约137公尺的冰洞取冰芯,然后既然已经有了这样一个冰洞,他就将一块冰扔了下去。

由于冰是由逐年增加的积雪层形成的,因此较低的积雪层比较高的积雪层更老,就像是树木的年轮一样,透过钻取底层的积雪,可以让我们找到历史的痕迹。因此,科学家会在南极的冰盖上,利用垂直钻凿的方式,在冰盖上挖出冰洞,然后往下钻取到一定的深度,去取出如冰棍一样的、所谓的「冰芯」。

约翰‧安德鲁‧希金斯与他的研究团队在南极洲正在进行相关的研究,因此他们也凿了一个约150公尺深的冰洞,这个深度所取得的冰芯,估计大约是数千年前的历史。透过所得到冰芯中的空气气泡,也将可以让科学家观察当时的空气样本。

总之,在他们的冰芯取得完毕后,希金斯拍了一段影片跟我们分享一个有趣的现象,他将冰块扔进冰洞之中,让大家听听看会发出什么声音。不管你想像的声音是什么,你绝对会惊讶的发现这个声音绝不会是你所期待听到的声音。

What does a 9 inch ice core sound like when dropped down a 450 foot hole? Like this! Credit to @peter_neff for the idea and @Scripps_Polar, @sciencejenna, @GeosciencesPU, @US_IceDrilling, and @paleosurface for the execution! pic.twitter.com/pW7LxKdbUB

— John Andrew Higgins (@blueicehiggins) February 7, 2020

 

这个声音听起来,说实话比较像是你看卡通影片的特效,一点也不像是现实世界的声音。为什么会有这样奇妙的声音,相信很多人都很想知道。因此,他们也PO出了解释的影片,并且说明了他们在取得冰芯的过程。

 

Here’s the story on this crazy sound (V1), plus the basic science @blueicehiggins, myself, & others do studying past climate with ,Antarctic ice cores. ️ pic.twitter.com/QAtjcxXXGh

— Peter Neff (@peter_neff) February 8, 2020

 

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我们可以从影片中看到,科学团队主要是利用一个长管,利用机器将这个长管往冰盖下钻取。

这是从这个长管的内部来看,往冰盖下钻取的过程。因为越往下钻取得的冰芯,历史越久,因此通常都要钻几百公尺甚至到公里深。

最后将长管拉起,就可以取得冰芯。

而这个声音又是从哪里来的?他们分析这个声音主要可以分为两个部分,

第一个是冰块在冰洞中移动产生的声音,有点像是你把东西放在圆碗里头旋转的声音,这个声音你会听到像是某个东西在旋转,然后声音越来越低沉。他解释这个声调的改变,与冰块在冰洞中移动得越来越远有关,这是都卜勒效应的影响。

都卜勒效应指的是,当声波的来源和观察者有相对运动时,观察者接受到波的频率与波源发出的频率并不相同的现象。例如当远方急驶过来的火车鸣笛声,越接近你声音就会变得尖细(即频率变高,波长变短),而离我们而去的火车鸣笛声变得低沉(即频率变低,波长变长),就是都卜勒效应的现象。

另外一个很明显的声音,则是类似子弹的声音,他的解释则是,因为整个冰洞是圆形的,我们听到的实际上是声波在这个冰洞中反射弹跳,所产生的声音。

 

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精彩评论
  • 2020-05-10 13:26:49

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