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イエローストーンで熱水活動（およびその他！）を聴く

イエローストーンカルデラクロニクルズは、イエローストーン火山観測所の科学者と協力者によって書かれた毎週のコラムです。今週の貢献は、米国地質調査の地球物理学者であり、イエローストーン火山観測所の科学者であるマイケルポーランドからのものです。 ユタ大学の地震学者であるジェイミー・ファレル博士は、2023年9月6日にノリス・ガイザー盆地にインフラサウンドマイクを設置します。マイクは木の根元の白いパイプにあります。センサーは、風からの騒音を減らすために、Treedエリアに設置されています。イエローストーン国立公園の研究で行われた作業は、Yell-2023-SCI-0114を許可します。 マイクポーランドによる米国地質調査写真。 インフラサウンドとは、低周波数音響エネルギーを指します。そこにあるオーディオ愛好家の場合、特定の頻度の関心範囲は0.1〜20 Hzで、これは人間の聴覚範囲（通常は20〜20,000 Hz）を下回っています。インフラサウンドは人間が聞くことができるものではありませんが。この健全なエネルギーは、地球の大気の中で発生するプロセスを監視するために重要です。インフラサウンドは大気を介して効率的に移動し、高周波エネルギーと比較して大気中の吸収または散乱をほとんど経験しません。これは、インフラサウンドが遠くに移動し、それでも検出可能であることを意味します。その結果、インフラサウンドはの重要なコンポーネントです 国際監視システム（IMS）、核実験を検出することを目的としています。核爆発は、地下であっても、爆発源から数千マイル離れたところにあることを検出できる重要な低周波の音波を作り出します。インフラサウンドが核爆発の検出に優れている場合、火山爆発の検出にも例外的であると予想されるかもしれません。そして、あなたは正しいでしょう！インフラサウンドモニタリングは、火山を監視するために広く使用されています。インフラサウンドエネルギーは大気中に簡単に移動するため、監視システムは関心のある火山に正しいものである必要はありません。実際、アラスカには、北太平洋全体で約1,100マイル（1,800キロメートル）に及ぶアリウヤ諸島の火山のチェーン全体に沿って活動を追跡するインフラサウンド監視ステーションがわずかです。理想的には、インフラサウンドモニタリングは、互いに近くにある3つ以上の機器の配列によって行われます。三角形のアレイに少なくとも3つの機器を設置することにより、インフラサウンド信号が発生する方向を測定することができます。これは、音波が時速761マイル（1225キロメートル）の比較的遅い速度で移動するためです。それは速く見えるかもしれませんが、それを地震波と比較してください。地震波は、1秒あたり最大3〜5マイル（5〜8キロメートル）で地球を移動します！これらの遅い速度では、わずかに異なる時期にアレイで各ステーションにインフラサウンド波が到着します。ステーション間の到着時間を比較することにより、音が発生した方向を伝えることができます。インフラサウンドエネルギーが複数のアレイで記録されている場合、サウンドのソースの実際の位置を三角測量できます。2023年以前は、イエローストーンのインフラサウンド記録は、特定のガイザーを研究するために設計された一時的な展開であるか、サウンドが発生した方向を測定できない単一のマイクでした。しかし、2023年9月には、最初の連続した永続的な3センサーインフラサウンドアレイが、特にノリスガイザー盆地にイエローストーンに設置されました。ステーションは即時配当を支払い、Steamboat Geyserでの追跡活動を行いました。これらの噴火からのインフラサウンドエネルギーは数時間連続的に検出可能であり、非常にエネルギー的な源であることを示しています。 Norris Geyser Basinにある新しく設置されたステーションYNBのインフラサウンドアレイ処理。上部パネルは、1〜15 Hzの間でフィルタリングされた配列を構成する3つの要素のうちの1つからの圧力波形を示しています。下のパネルには、駅からソースへのbackazimuthを示しています。駅から蒸気船のガイザーへの方向は、黒い水平の破線で示されています。色は、配列内の3つの要素がどの程度うまく一致しているか（相互相関最大値の中央値、MDCCM）を表します。ここで、1.0（赤）に近い値は、高度に相関した強い信号を示しています。 新しいインフラサウンドステーションは、2024年4月15日の午後に1分近く続いた強力な「ブーム」サウンドも記録しました。このイベントは、磁器流域とヌファル湖の間の地域での小さな熱水爆発に関連していました。爆発は無意味でしたが、ゆがんだ地面の領域に囲まれた小さなクレーターが約10フィート（約3メートル）に残りました。したがって、インフラサウンドは、気付かれない可能性のある熱水爆発を検出する強力な手段を提供します。これが、この手法がイエローストーン地域のイエローストーン火山観測所の監視計画の重要な要素である理由です。ノリスインフラサウンドステーションは、2024年7月23日にビスケット盆地での印象的な水熱爆発から、駅から18マイル（29キロメートル）の音を検出しませんでした。このイベントのサウンドはミュートされたようで、イエローストーンでは、地域全体をカバーするために1つまたは2つのインフラサウンドステーションだけを期待できないことを示しています。代わりに、遠隔地のバックカントリーエリアを含むイエローストーン国立公園の多数のガイザー盆地全体のアクティビティを追跡するには、複数のインフラサウンドアレイが必要になる場合があります。間欠泉の噴火と熱水爆発は、イエローストーン領域で障害を生成する唯一の信号ではありません。 2025年5月3日の夕方、カナダ、ユタ、モンタナ、アイダホ、ワシントン、ワイオミングの人々は空に明るい火の玉を観察し、イエローストーン地域の人々は大声で急成長する音を報告しました。このボライドは、大気中で爆発するそのような流星が時々呼ばれていたので、 この地域の数人の証人によって撮影されました。ご想像のとおり、Norris Geyser Basinのインフラサウンドステーションは明らかにこのイベントを検出しました！インフラサウンドは人間の聴覚の頻度を下回っていますが、データは「音を立てる」ことができます。つまり、データは可聴音に変換されます。 5月3日のボライド信号にそれを行うことで、たとえあなたがその夜イエローストーンにいなかったとしても、爆発（または少なくとも爆発に関連するインフラウンド）を「聞く」ことができます！イエローストーン火山観測所は、今後数年間で地域に追加のインフラサウンドステーションを展開することを望んでいます。この監視手法を利用して、間欠泉の噴火、熱水爆発、時折爆発する流星をよりよく「聞く」ために、お楽しみに！ このオーディオクリップは、2025年5月3日の午後9時33分MDTの1分に記録されたインフラサウンドです。オーディオは、インフラサウンドの「音響化された」（サウンドに変換されたデータ）バージョンであり、人間が検出可能な周波数を下回っています。時間は10倍に増加します。約34秒のマークで発生する「ブーム」はボリドであり、大気で爆発した流星です。オーディオに対応するビデオは、その瞬間にノリスガイザー盆地のステーションによって記録されたインフラサウンド波形です。 #イエローストーンで熱水活動およびその他を聴く