可能有一種測量海洋溫度的新方法：使用聲音。與大氣一樣，海洋也因氣候變化而變暖，並且吸收了溫室氣體捕獲的過量熱量的大約 90%。這種變化導致海平面上升，危及海洋物種並影響天氣模式。
但是追蹤變暖現象非常棘手。基於船舶的觀測只能捕捉到海洋極小部分在特定時間點的快照。衛星觀測無法穿透到地表以下很深的地方。關於海洋熱量的最詳細影像來自 Argo，一個自 21 世紀初以來遍佈海洋的自主浮標艦隊。這些裝置每 10 天下沉到低至 2000 米的深度，測量溫度和其他引數。但是浮標只有大約 4000 個，它們無法取樣更深層的海洋。
現在，加州理工學院和中國科學院的科學家認為，他們有更廣泛的方法來探測海洋變暖。在 9 月份發表在《科學》雜誌上的一篇論文中，研究人員比較了海底地震產生的聲音的速度。由於聲音在較溫暖的水中傳播得更快，因此速度的差異可以揭示溫度的變化。“我對[該研究的作者]使用的方法以及他們能夠完成所有這些工作印象深刻，”普林斯頓大學地球物理學家弗雷德里克·西蒙斯說，他沒有參與這項研究。“他們正在開闢一個全新的研究領域。”
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1979 年，當海洋學家卡爾·溫施和已故的沃爾特·蒙克提出使用一系列海基聲發射器和陸基接收器來測量聲波速度並根據結果計算溫度時，用聲音確定海洋熱量的想法就出現了。這個想法從未廣泛流行起來，部分原因是聲源昂貴，部分原因是擔心人工噪聲會干擾海洋動物，例如使用聲音進行交流的鯨魚。
加州理工學院的博士後研究員吳文博受到了早期努力的啟發。作為一名地球物理學家，他意識到海底會產生自身規律的聲音來源：地震。這些聲音不是來自地震的地震波，地震波會穿過地殼。它們是穿過水體的低頻聲波。“我知道這些地震是非常強大的聲源，”吳說。“那麼為什麼不嘗試利用地震呢？”
研究人員在印度尼西亞尼亞斯島附近測試了這個想法，那裡印度-澳大利亞板塊正在巽他板塊下方碰撞。他們收集了 2004 年至 2016 年 4272 次 3 級或以上地震的聲學資料，並找到了 2047 對震源相同的地震。透過比較多年來在同一地點破裂的地震，吳和他的同事們可以挑選出聲波速度之間僅有的幾分之一秒的差異。透過對變化進行建模，他們發現尼亞斯附近海洋的變暖速度約為每十年 0.08 華氏度，高於 Argo 資料顯示的每十年 0.047 華氏度的變暖速度。吳說，新數字可能更準確，因為其他資訊來源非常有限。不到 1 華氏度聽起來並不算多，但這些溫度變化發生在整個東印度洋的巨大水體中。需要相當大的熱量才能加熱如此多的水。
夏威夷大學馬諾阿分校的海洋學家布魯斯·豪說，新的聲學方法很有前景，他沒有參與這項工作。研究人員甚至可能能夠回顧幾十年前收集的地震資料，以獲得更長的海洋溫度歷史。但這樣做需要付出艱苦的努力，尤其是在於舊的地震儀沒有像現代基於 GPS 的裝置那樣精確地記錄波浪的計時。
捕捉更多地震聲音的一種方法可能是將水下麥克風或水聽器整合到現有的海洋監測裝置中。西蒙斯和他的同事們已經在海洋中部署了數十個漂浮水聽器，用於一個名為“海洋獨立潛水員移動地震記錄儀”(MERMAID) 的地震監測專案。他說，最大的挑戰是弄清楚如何在漂浮物隨海流漂移時精確定位它們的位置。
吳說，克服這一挑戰將填補 Argo 浮標和衛星可以告訴我們的資訊中的空白。“我們真的需要儘可能多的不同資料方法，”他補充道。
本文的一個版本，標題為“地震聲音”，經過改編後收錄在 2020 年 12 月號的《大眾科學》雜誌中。