用聲音穿透土壤

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圖片來源:伊利諾伊大學生物聲學研究實驗室

與印第安納·瓊斯驚險刺激的冒險經歷形成對比,考古學家實際上將其大部分野外工作時間都花在了相當平凡的事情上:搬運泥土。 儘管他們傳統的挖掘和篩選方法效果良好,但它勞動強度大且耗時,因此成本相當高昂。 因此,研究人員越來越多地藉助探地雷達 (GPR) 和地震勘探技術等成像技術來幫助縮小搜尋範圍。 現在,另一種工具正在開發中。 根據《美國聲學學會雜誌》最近發表的一篇論文,伊利諾伊大學的研究人員開發了一種基於聲波的高解析度成像系統,可以探測到小的、埋藏的物體。 此外,他們報告稱,這種聲學技術可以適用於搜尋地雷。

團隊成員威廉·奧布萊恩解釋說,新方法“類似於地震勘探中使用的那些方法,在地震勘探中,引爆炸藥,反射的聲波被接收器陣列拾取。” “但是,由於我們使用更高的頻率,因此我們的解析度要高得多。” 當地面潮溼時,新方法也優於 GPR。 目前,這種聲學裝置可以“看到”地下約一英尺深,並分辨出直徑至少五釐米的物體,例如右圖中埋藏的充氣管道。 因此,它可能無法區分箭頭等小型人工製品與尺寸相近的岩石。(另一方面,地雷可能更容易被發現,部分原因是它們的尺寸較大。) 但該團隊正在努力改進該方法。 奧布萊恩指出,實現這一目標的一種方法可能是引入一個發射器陣列,它可以聚焦發射波束。“有了聚焦聲源,我們可以將更多的能量傳輸到感興趣的區域。 這將使我們能夠穿透更遠並獲得更好的影像質量。”

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大眾科學 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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