黃石國家公園有著相當(dāng)壯美的景色，但在陶醉之余，你肯定也被告知它其實(shí)正處于一座超級(jí)火山的頭上。如果它再次爆發(fā)，顯然會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣踔寥蛟斐缮钸h(yuǎn)的影響。好消息是，瑞士蘇黎世大學(xué)的一支研究團(tuán)隊(duì)，似乎找到了可用原子鐘來檢測火山活動(dòng)的方法。作為人類有史以來制作的精度最高的鐘表，其原子鐘通過銫原子的震動(dòng)（而不是鐘擺）來作為基準(zhǔn)，就算連續(xù)運(yùn)行數(shù)十上百億年的時(shí)間，其誤差也不會(huì)超過1秒鐘。
原子鐘在天文、物理、計(jì)算機(jī)、導(dǎo)航等領(lǐng)域均派上了大用場，但在此之前，大家卻沒有考慮過它在地質(zhì)領(lǐng)域也能發(fā)揮作用——直到由蘇黎世大學(xué)物理研究所率領(lǐng)的一支團(tuán)隊(duì)提出了用它來監(jiān)測火山活動(dòng)。
該技術(shù)依賴于愛因斯坦的廣義相對(duì)論，簡單說就是——時(shí)間會(huì)在不同的情況下，以不同的速度流動(dòng)。
這方面最有名的例子就是以光速旅行的飛船上的人，會(huì)比其在地球上的雙胞胎所經(jīng)歷的時(shí)間要短。因此當(dāng)前者搭乘飛船回來的時(shí)候，地球上的同胞已經(jīng)年長他20歲了（即“巨大的速度會(huì)放緩時(shí)間”）。
重力也可以制造出同樣的效果：即“站在地表上的人們，其距離地球重心的位置會(huì)比國際空間站（ISS）上的人們更近”，所以前者的時(shí)間流逝就會(huì)更慢一些。
由此可知，當(dāng)火山臨近噴發(fā)時(shí)，其下腔填充的熔融巖漿會(huì)導(dǎo)致局部重力的增加。如果位于火山附近的原子鐘檢測到了這種變化，就會(huì)發(fā)現(xiàn)此時(shí)此地的時(shí)間“變慢了”。
通過與一段距離之外的參考時(shí)鐘進(jìn)行對(duì)比，就可以得知時(shí)間減慢的速率、以及增加了多少的質(zhì)量。
該團(tuán)隊(duì)表示，這項(xiàng)技術(shù)早已投入使用，但它取決于GPS衛(wèi)星的信號(hào)。不過為了測得更加精確的結(jié)果，這一過程可能需要耗時(shí)數(shù)月。相比之下，原子鐘可以在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)完成同樣的工作。
該團(tuán)隊(duì)希望這項(xiàng)技術(shù)能夠于數(shù)年后運(yùn)行在基于光纖互聯(lián)網(wǎng)的新型火山爆發(fā)早期預(yù)警系統(tǒng)上。此外，這樣的網(wǎng)絡(luò)也可用于研究潮汐運(yùn)動(dòng)對(duì)于地球質(zhì)量轉(zhuǎn)移的影響（每天兩次、質(zhì)量轉(zhuǎn)移可達(dá)50cm）。
領(lǐng)隊(duì)Ruxandra Bondarescu表示：“我們需要這款額外的工具來監(jiān)測諸如黃石這樣的超級(jí)火山，因?yàn)樗谋l(fā)將改變地球生命的軌跡”。
這項(xiàng)研究的論文以發(fā)表在近期的《國際地球物理學(xué)》（Geophysical Journal International）雜志上。
[編譯自：Gizmag , 來源：University of Zurich]
