Seismisk aktivitet kommer inte bara från jordbävningar, vulkaner och jordskred. Vardaglig mänsklig aktivitet ger också upphov till vibrationer som färdas genom marken som seismiska vågor, något vi kallar "antropogent brus".
När pandemiska nedstängningsåtgärder stoppade vardagen, det förändrade inte bara livet på ytan och minskade utsläppen till atmosfären. Det minskade också antropogent buller under våra fötter, särskilt i stadsmiljöer. Vår nya studie, publicerad i Science, är den första som analyserar dessa förändringar i global skala och visar en nästan samtidig minskning av detta seismiska brus runt om i världen.
Vi fann att seismiskt buller minskade med i genomsnitt 50 % i 77 länder mellan mars och maj 2020. Den seismiska låsningseffekten observerades till och med i avlägsna områden och i borrhål flera hundra meter under marken.
Dessa förändringar korrelerade med oberoende uppskattningar av minskningen av mänsklig aktivitet. Detta innebär att vi skulle kunna använda allmänt tillgängliga seismiska data för att spåra effektiviteten av lockdown-åtgärder och hur snabbt länder återgår till det normala när åtgärderna har hävts.
Vi kan registrera vibrationer som färdas genom marken med hjälp av känsliga vetenskapliga instrument som kallas seismometrar. Traditionellt, dessa ligger på lugna platser, bort från tätortsområden. Detta beror på att högfrekventa vibrationer från människor vid ytan, som skapar en sorts högtonad buzz, förorenar vår data och gör det svårare att övervaka naturhändelser som jordbävningar och vulkaner.
Förutom de tusentals avancerade professionella övervakningsstationerna runt om i världen, nätverk av medborgarvetenskapliga sensorer har vuxit snabbt under de senaste åren, installeras av privatpersoner och skolor. Dessa verkar ofta i mer urbana miljöer, med data som i allmänhet delas öppet med en global grupp av seismologer.
Vår studie skapades efter huvudförfattaren, seismolog Thomas Lecocq från Royal Observatory of Belgium, beslutade att det bästa sättet att ta itu med problemet med att effektivt analysera data från hela världen var att dela hans metod med det seismologiska samhället.
Detta startade ett lagarbete för att ladda ner, bearbeta och analysera de många terabyte data som är tillgängliga från sensorer och övervakningsstationer, resulterat i ett unikt samarbete med 76 författare från 66 institutioner i 27 länder. Denna globala gemenskap, tillsammans med principerna för öppen data och delning av vetenskap har varit avgörande för att vår studie ska kunna ske på så kort tid.
Den seismiska lockdown-vågen
Genom att analysera månader till år långa datamängder från över 300 seismiska stationer runt om i världen, vår studie kunde visa att seismiskt brus minskade i många länder. Detta gjorde det möjligt att visualisera den resulterande "seismiska lockdown-vågen" som rörde sig genom Kina i slutet av januari, till Italien i mars, och sedan runt resten av världen. Även om 2020 inte har sett en minskning av jordbävningar, denna tysta period av seismiskt brus är den längsta och mest framträdande globala antropogena seismiska brusreduktionen som någonsin har registrerats.
De största fallen i seismiskt buller sågs i de mest tätbefolkade områdena, som Singapore och New York City. Men minskningen observerades även på lugnare platser som Tysklands Schwarzwald och den lilla staden Rundu i Namibia. Särskilt stora nedgångar observerades i data hämtade från runt skolor och universitet.
Det fanns en stark matchning mellan hur mycket seismiskt brus som föll i ett visst område och förändringen i mängden mänskliga rörelser som registrerades där, mätt med mobiltelefondata som gjorts allmänt tillgänglig av Google och Apple). Denna korrelation innebär att öppna seismiska data kan fungera som en bred proxy för att spåra mänsklig aktivitet nästan när det händer – när människor minskar sina rörelser, seismiskt brus minskar snabbt. Vi kan också använda seismiska data för att förstå effekterna av pandemilåsningar och återhämtning utan att inkräkta på människors integritet eftersom vi inte litar på individers rörelser.
Mer allmänt, den seismiska låsningen kommer att hjälpa oss att skilja mellan mänskliga och naturliga orsaker till seismiskt brus. Den gradvisa lättnaden av restriktionerna kommer att tillåta oss att övervaka effekten av olika mänskliga aktiviteter på seismiskt buller och leda till en bättre förståelse av antropogena bullerkällor.
Minskningen av seismiskt brus ger oss också möjlighet att lyssna på jordens naturliga vibrationer utan förvrängningar av mänsklig input. We have reported on the first evidence that previously concealed earthquake signals, especially during the daytime, appeared much more clearly on seismometers in urban areas during lockdown. We hope that our work will lead to further research on the seismic lockdown with the aim of hunting for previously hidden signals from earthquakes and volcanoes.
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
