Bristen på mänsklig aktivitet under lockdown gjorde att mänskligt kopplade vibrationer på jorden minskade med i genomsnitt 50 % mellan mars och maj 2020.

Denna lugna period, sannolikt orsakad av den totala globala effekten av sociala distansåtgärder, nedläggning av tjänster och industri, och sjunker i turism och resor, är den längsta och mest uttalade tysta perioden av seismiskt brus i historien.

Den nya forskningen, ledd av Royal Observatory of Belgium och fem andra institutioner runt om i världen, inklusive Imperial College London, visade att dämpningen av "seismiskt buller" orsakat av människor var mer uttalad i mer tätbefolkade områden.

Den relativa tystnaden gjorde det möjligt för forskare att lyssna på tidigare dolda jordbävningssignaler, och kan hjälpa oss att skilja mellan mänskligt och naturligt seismiskt brus tydligare än någonsin tidigare.

Medförfattare Dr Stephen Hicks, från Imperials institution för geovetenskap och teknik, sa:"Denna tysta period är sannolikt den längsta och största dämpningen av mänskligt orsakat seismiskt brus sedan vi började övervaka jorden i detalj med hjälp av stora övervakningsnätverk av seismometrar.

"Vår studie visar unikt hur mycket mänskliga aktiviteter påverkar den fasta jorden, och kunde låta oss se tydligare än någonsin vad som skiljer mänskligt och naturligt brus."

Tidningen publiceras idag i Vetenskap .

Antropaus

Mäts med instrument som kallas seismometrar, seismiskt brus orsakas av vibrationer i jorden, som färdas som vågor. Vågorna kan utlösas av jordbävningar, vulkaner, och bomber – men också av daglig mänsklig aktivitet som resor och industri.

Även om 2020 inte har sett en minskning av jordbävningar, minskningen av mänskligt orsakat seismiskt brus är aldrig tidigare skådat. De starkaste dropparna hittades i stadsområden, men studien fann också tecken på låsningen på sensorer begravda hundratals meter under jorden och i mer avlägsna områden.

Människogenererat buller dämpar vanligtvis under lugna perioder som under jul-/nyårsperioden och kinesiska nyåret, och under helger och över natten. Dock, minskningen av vibrationer orsakade av COVID-19-låsningsåtgärder överskuggar även de som ses under dessa perioder.

Vissa forskare kallar denna nedgång i antropogent (mänskligt orsakat) buller och föroreningar "antropausen".

Dr Hicks sa:"Detta är den första globala studien av effekterna av antropausen av coronaviruset på den fasta jorden under våra fötter."

För att samla in data, forskare tittade på seismiska data från ett globalt nätverk av 268 seismiska stationer i 117 länder och fann betydande brusreduktioner jämfört med före någon avstängning vid 185 av dessa stationer. Med början i Kina i slutet av januari 2020, och följt av Europa och resten av världen i mars till april 2020, forskare spårade "vågen" av tystnad mellan mars och maj när världsomspännande låsningsåtgärder tog fäste.

De största vibrationsfallen sågs i de mest tätbefolkade områdena, som Singapore och New York City, men droppar sågs också i avlägsna områden som Tysklands Schwarzwald och Rundu i Namibia.

Medborgarägda seismometrar, som tenderar att mäta mer lokaliserat brus, noterade stora fall runt universitet och skolor runt Cornwall, Storbritannien och Boston, USA – en minskning av bullret 20 procent större än vad som har setts under skolloven.

Länder som Barbados, där lockdown sammanföll med turistsäsongen, såg en 50-procentig minskning av bullret. Detta sammanföll med flygdata som tydde på att turister återvände hem veckorna före den officiella låsningen.

Lyssnar in

Under de senaste decennierna, seismiskt buller har gradvis ökat i takt med att ekonomier och befolkningar har vuxit.

De drastiska förändringarna i det dagliga livet orsakade av pandemin har gett en unik möjlighet att studera deras miljöpåverkan, som minskningar av utsläpp och föroreningar i atmosfären. Förändringarna har också gett oss möjlighet att lyssna på jordens naturliga vibrationer utan förvrängningar av mänsklig input.

Studien rapporterar det första beviset på att tidigare dolda jordbävningssignaler, speciellt under dagtid, syntes mycket tydligare på seismometrar i stadsområden under avstängning.

Forskarna säger att låsningens tystnad också kan hjälpa dem att skilja mellan buller orsakat av människor och naturliga signaler som kan varna för kommande naturkatastrofer.

Huvudförfattaren Dr. Thomas Lecocq från Royal Observatory of Belgium sa:"Med ökande urbanisering och växande globala befolkningar, fler människor kommer att bo i geologiskt farliga områden. Det kommer därför att bli viktigare än någonsin att skilja mellan naturligt och mänskligt orsakat brus så att vi kan "lyssna in" och bättre övervaka markrörelserna under våra fötter. Den här studien kan hjälpa till att kickstarta detta nya studieområde."

Studiens författare hoppas att deras arbete kommer att skapa ytterligare forskning om den seismiska låsningen, samt att hitta tidigare dolda signaler från jordbävningar och vulkaner.

Dr Hicks sa:"Låsningarna orsakade av coronavirus-pandemin kan ha gett oss en glimt av insikt i hur mänskligt och naturligt brus interagerar inom jorden. Vi hoppas att denna insikt kommer att skapa nya studier som hjälper oss att lyssna bättre på jorden och förstå naturliga signaler som vi annars skulle ha missat."