有時候，噪音非常有用

火車會產生很多噪音，地震學家對此很喜歡。

行駛中的火車將地震波傳送到地球，就像連續不斷的小型地震一樣。當這些波浪衝刷到地表以下的地質特徵時，它們會相應地改變形狀。在過去的十年中，科學家發現他們可以駕馭這些波，從遠處聆聽它們的振動，並解開噪音，以構成這些波經過的影象。

為了聽見這些波，研究人員首先植入了地震儀陣列。這些感測器不必緊挨著軌道。他們可以達到幾十英里遠。要對一個區域成像，研究人員通常只需要一個陣列。如果他們對監視地下要素（例如斷層線）感興趣，那麼研究人員可以在該要素的兩側放置兩個陣列。

“與盡最大努力減少火車產生的噪音的工程師相比，對於我們的地震學家而言，聲音越大越好，”法國格勒諾布林阿爾卑斯大學的博士後研究員FrançoisLavoué說。和火車一起玩。

這就是為什麼長貨運火車（如遍及北美大陸的貨運火車）非常理想的原因。實際上，科學家們估計，一公里長（0.6英里長）的貨運火車從鐵路沿10公里（6.2英里）處隆隆下來，相當於里氏1.0級地震。Lavoué說：“聽起來可能很小，但它遠高於背景地震噪聲水平，並且可以透過我們的高靈敏度地震儀輕鬆檢測到。”

如果您只是將感測器種植在地面上，並且聆聽了不斷變化的地球的環境噪音，那麼您可能不得不連續收聽數週或數月才能瞭解您的內幕。另一方面，如果使用火車發出的噪音，則少於12列火車可以得到清晰的影象。

從火車噪聲到可用成像的路徑涉及幾個步驟。貨運列車的到達頻率遠比地震高，但它們往往不會按固定的時間表執行。這意味著感測器需要連續工作長達一個月。為了防止堆積成千上萬兆的不必要資料，感測器需要自動識別火車何時到達，然後再傳遞這些資料。

一旦這樣做，研究人員就不會對在一臺地震儀上發生的事情感興趣。他們對感測器之間發生的事情很感興趣。因此，當研究人員從多個感測器收集資料時，他們將它們互相關以發現每個感測器聽到的聲音之間的差異。這將資料轉換為可用訊號。

然後是棘手的部分。研究人員必須從火車波透過的回波中分離出火車波。Lavoué說：“如何做到這一點仍在進行中，並且很可能視情況而定。” 火車的地震訊號會隨火車的速度，車輪之間的間距以及鐵軌下地面的剛度而變化。為了濾除該簽名，科學家需要對這些屬性有深入的瞭解。

但是一旦地震學家掌握了這些資訊，他們就可以使用在多個點收集的資料將地表下的影象拼湊在一起。

但是那些表面波還存在另一個缺點：火車在產生它們方面並不那麼好。因此，儘管像Lavoué的同事Laura Pinzon-Rincon這樣的科學家正在努力透過更好地理解火車訊號來克服這一障礙，但研究人員發現使用火車在地表附近成像變得更加困難。

西北大學的地震學家蘇贊·範德·李（Suzan van der Lee）說，即使在火車相對較新的情況下，使用火車也已成為地震學界一種廣為人知的技術。Lavoué說，格勒諾布林阿爾卑斯大學的科學家已經在尋找將其使用的方法：在安大略省和瑞典尋找礦物，並在加利福尼亞監測斷層。

曾經，地震學家可能需要用炸藥炸燬地球，以幫助他們看到下面。現在，他們正轉向使用現有的噪聲源，例如海浪和風帶來的環境噪聲，或交通，鑽探以及火車等產生的人為噪聲。由於已經遍佈整個大洲的火車線路如此之多，因此它們可能是在我們腳下解鎖整個世界的新鑰匙