11月15日，阿根廷海軍與 ARA 聖胡安號失去了聯絡，這是一艘小型柴油動力潛艇，此前曾在巴塔哥尼亞東海岸附近進行演習。
大約一週後，在11月23日，總部位於維也納的全面禁止核試驗條約組織（CTBTO）宣佈，其國際監測系統——一個旨在探測全球任何地方發生的核爆炸的感測器網路——在船隻最後已知位置附近檢測到一個與爆炸聲一致的聲音。這艘潛艇載有 44 名船員。
全面禁止核試驗條約組織的系統有許多科學應用，這也不是它第一次在可能的災難發生後被投入使用。例如，在 2000 年，研究人員在其資料中搜索失蹤的俄羅斯潛艇 庫爾斯克號的跡象，在 2014 年，他們利用該系統試圖確定馬來西亞航空公司 MH370 航班的命運。《自然》雜誌採訪了全面禁止核試驗條約組織的水聲工程師馬里奧·贊波利，瞭解最新的搜尋情況。
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國際監測系統是如何運作的？
該系統在全球擁有 289 個站點，完成後將擁有 337 個。我們使用四種不同的技術：地震、大氣次聲和水聲，以及放射性核素站，這些站點可以檢測到可能爆炸產生的放射性同位素的痕跡。所有資訊都發送到我們在維也納的國際資料中心，也傳送給我們的分析師，以檢查是否有任何與檢測核爆炸有關的感興趣的事件。這些系統 24/7 全天候記錄資料。訊號被儲存並用於各種科學應用和減災。
您如何幫助搜尋 ARA 聖胡安號？
我們的六個水下站配備了水聽器。兩個站點接收到了一個訊號：一個在南大西洋赤道以南的阿森松島，另一個在非洲和南極洲之間的印度洋南部的克羅澤群島。這兩個站點看到了相同的訊號。此外，由於每個站點都有三個感測器，根據訊號到達每個感測器的時間延遲，您可以計算出方位，並計算出訊號的來源方向。如果您計算從這些點開始的測地線，兩條線會在非常靠近潛艇最後一次聯絡的地點相交。
這種型別的分析是即時完成的嗎？
對於核爆炸檢測，全面禁止核試驗條約組織有一個即時處理管道。自動處理管道經過最佳化，用於檢測核爆炸。無論您構建哪種型別的探測器，都必須在檢測到事物的機率和誤報的機率之間取得平衡。如果系統非常敏感以至於可以檢測到一切，那麼您也會有 100% 的機率檢測到誤報。我們會完全被事件淹沒。為了搜尋其他訊號，這變成了一項手動工作。我們必須編寫專門的軟體，比較訊號並進行討論。
您的資料顯示了什麼？
我們找到了聲音的起源地。據估計，它發生在潛艇與基地最後一次聯絡後 3 小時 21 分鐘。我們對聲音進行了詳細的分析，並確信這不是自然事件。它是一個脈衝訊號——短而急促。它在阿森松島和克羅澤島（距離源頭 6,000 到 8,000 公里）以良好的信噪比被檢測到這一事實意味著它一定非常響亮。訊號的某些方面與之前爆炸中看到的情況一致。但要說這是一次爆炸，實際上非常困難。
您能說出是什麼原因造成的嗎？例如，船上的一些炸藥是否可能意外引爆？
很難推測。您有一個水下結構，帶有鋼製壓力容器。它可能是內部或外部發生的某些事情。它可能是很多事情。我們不知道動力學。重要的是這不是自然事件。我們不是在試圖找出發生了什麼。我們試圖做的是為搜尋機構提供資訊，這可能有助於縮小搜尋範圍。訊號的來源會極大地改變強度——例如，它是在潛艇附近還是內部——所有這些細節都可能改變聲音水平。更不用說人們不知道這件事發生在什麼深度。
為什麼水深會有影響？
聲音傳播有一個最佳深度。它被稱為 SOFAR 通道，或聲音固定和測距通道。它的作用類似於一個波導，其中聲音傳播效率更高。由於海洋的不同層具有不同的溫度和鹽度，因此聲速也會發生變化。
所以 SOFAR 通道中的聲波會像光纖一樣，在不同層之間的邊界處被反射回來嗎？
是的。在第二次世界大戰期間，人們發現，在特定深度，可以在更遠的距離接收到聲音。空軍飛行員隨身攜帶了一個在那個深度引爆的炸藥。如果他們被擊落，他們可以彈射；如果他們活下來，他們就會扔出這個炸藥。它會下沉並爆炸，然後可以對他們的位置進行三角測量，以便他們可以被營救。我們的水聽器位於 SOFAR 通道的軸上。
您的資料是否用於其他應用？
來自水聲網路的資料可以幫助描述地震。海嘯預警中心可以使用這些資料來了解海底地震動力學的詳細資訊。
我們還檢測水下火山爆發，我們可以幫助定位其位置。與來自監測網路的所有其他訊號一樣，這些資料可供科學界使用。感興趣的領域包括對海洋哺乳動物的研究。我們在數百公里外都能聽到它們的聲音。擁有一個永久記錄這些資料的系統，使生物學家能夠收集有關特定區域內鯨魚數量以及它們如何遷徙的統計資料。
您的資料能在多大程度上幫助縮小聖胡安號的搜尋範圍？
我們定位的誤差範圍仍在詳細評估中，但最有可能的是，源頭位於潛艇最後已知位置附近。僅使用來自兩個感測器的資料，我們可以指出一個可能寬 100 到 200 公里的橢圓（參見上方圖片）。我們與進行搜尋的團隊進行了一些聯絡。他們似乎很感興趣。但我們沒有收到他們的反饋。
本文經許可轉載，並於2017 年 11 月 27 日首次釋出。