“雷震”能穿透地面，转化为可被光纤电缆探测的地震信号。这些地震信号可用于绘制深达100米的地下结构。图片来源：ScienceNews网站

“雷震”是一种声压波，利用雷声产生的这种强烈声波，科学家绘制出美国一所大型大学地下浅层地质结构图。这项研究由美国宾夕法尼亚州立大学地球物理学家领导，成果发表于最新一期《科学进展》。

研究人员分析了该校大学公园校区光纤电缆采集的两年半地震信号，其中包括超过450次“雷震”事件。所谓雷震，是指雷声产生的声压波穿透地面，转化为能被光纤探测器捕捉的地震信号。这些信号随后被转换成校园近地表地质的图像，帮助识别出可能存在未来落水洞的区域以及其他地质灾害隐患。

光纤电缆原本用于通信，在宾夕法尼亚州立大学所在的地区，约有4公里长的光纤线路埋设在地下一米深处。并非所有光纤都时刻处于使用状态，过去十年来，科学家一直在探索如何利用这些闲置的“暗光纤”充当地震传感器。

2019年，该团队首次证明光纤能够检测到雷声诱发的地震波。而此次研究更进一步：他们证实，雷震信号可以像传统地震波一样，用来绘制地下约100米深度的地质结构。

宾夕法尼亚州立大学坐落于喀斯特地貌之上，地下遍布石灰岩洞穴和裂隙。新生成的图像揭示了几处此前未被发现的石灰岩薄弱地带。研究人员通过钻孔记录以及卫星测得的地表形变数据，对这些发现进行了交叉验证。

研究人员指出，雷震的应用潜力不仅限于识别地下隐患。由于一次雷暴产生的声波信号可覆盖数十平方公里，在已有光纤网络的城市中，利用雷震进行地震勘探比传统方法成本更低、操作更简便。

此外，这种技术甚至可能应用于其他星球。例如土卫六（泰坦）以持久的巨型风暴闻名，难以进行探测。研究人员认为，未来或许可以利用雷震在那里开展地震勘测。