據外媒報導，2019年7月4日至7月6日，加利福尼亞州里奇克萊斯特附近發生了一系列強烈地震，在六週的時間裡引發了一萬多次餘震。NASA噴氣推進實驗室(JPL)和加州理工學院的研究人員看到了這個機會，他們在該地區上空放飛了綁在高空氣球上的儀器，藉此希望通過氣球首次探測到自然發生的地震。

他們的目標是：為未來在金星上的應用測試這項技術，在金星上，裝備有科學儀器的氣球可以漂浮在這個星球極其不適宜居住的表面上。

結果他們成功了。當地時間2019年7月22日，其中一個氣球上的高靈敏度氣壓計（測量氣壓變化的儀器）探測到了地面餘震引起的低頻聲波。

在氣球背後團隊於2021年6月20日發表在《Geophysical Research Letters》的文章中，他們描述了一種如何幫助揭示金星最深處奧秘的類似技術。據悉，在那裡，表面溫度高到足以融化鉛、大氣壓力則高到足以壓扁一艘潛艇。

行星聲響

金星和地球差不多大，人們認為金星在進化成一個跟我們的宜居世界截然不同的地方之前曾經更適宜居住。科學家們不確定為什麼會發生這種情況。

了解岩質行星是如何進化的一個關鍵方法是研究其內部，而最好的方法之一就是測量其表面下反彈的地震波。在地球上，不同的材料和結構以不同的方式折射這些地下波。通過研究地震或爆炸產生的波的強度和速度，地震學家可以確定地表下岩層的特徵甚至可以精確定位液體如油或水的儲層。這些測量也可以用來探測火山和構造活動。

“我們對地球內部的很多了解–它是如何冷卻的、它跟地表的關係以及生命居住的地方–都來自於對地震波的分析，這些地震波穿過的區域深至地球的內核，”這項研究的論文合著者Jennifer M. Jackson指出，“數以萬計的地面地震檢波器分佈在空間密集的或永久的網絡中，使地球上的這種可能性成為可能。在其他行星上，我們沒有這樣的享受，尤其是在金星上。對那里地震活動的觀察將加強我們對岩態行星的理解，但金星的極端環境要求我們研究新的探測技術。”

自2016年以來，JPL和加州理工學院一直在開發這種基於氣球的地震學技術。因為地震波產生聲波，所以信息可以從地下被翻譯到大氣中。然後，就像地震學家研究來自地面的地震波一樣，通過研究來自空氣的聲波就可以收集到有價值的科學數據。

如果這能在金星上實現，那麼科學家將能找到一種方法來研究行星神秘的內部，而無需在其極端表面上著陸任何硬件。

Ridgecrest地震

在2019年Ridgecrest地震序列之後的餘震中，JPL的Attila Komjathy和他的同事們釋放了兩個heliotrope氣球並領導了這項活動。在新墨西哥州阿爾伯克基的桑迪亞國家實驗室的研究合著者Daniel Bowman開發的設計基礎上，這些氣球在被太陽加熱後上升到約11到15英里的高度，然後在黃昏時返回地面。當氣球漂浮時，它們攜帶的氣壓計測量出該地區上空的氣壓變化，而餘震產生的微弱聲波振動則在空氣中傳播。

加州理工學院地震實驗室和挪威地震陣列(NORSAR)的地震學家Quentin Brissaud表示：“試圖通過氣球探測自然發生的地震是一項挑戰，當你第一次看到數據時，你會感到失望，因為大多數低度地震在大氣中不會產生強烈的聲波。檢測到各種環境噪聲；甚至氣球本身也會產生噪音。”

在之前的測試中，研究人員檢測到了地震錘（落到地面的重物）產生的地震波的聲波信號以及在繫住的氣球下面地面引爆的炸藥。但研究人員能在自然地震上使用自由漂浮的氣球做同樣的事情嗎？其中最主要的挑戰是：在氣球升空時無法保證會發生地震。

7月22日，他們有了一個幸運的突破：地面地震儀記錄到近50英里（80公里）外發生了4.2級餘震。約32秒後，一個氣球在上升到近3英里（4.8公里）的高度時，探測到低頻聲學振動–一種低於人類聽覺閾值的聲波，稱為次聲–掠過氣球。通過跟計算機模型和模擬的分析和比較，研究人員證實，他們第一次通過氣球攜帶的儀器檢測到一場自然發生的地震。

“由於南加州有如此密集的地震儀地面站網絡，我們能得到關於地震發生時間和地點的’地面真相’，”該研究的論文主要作者Brissaud說道，“我們探測到的地震波跟附近的地面站密切相關，與模型數據相比，這使我們確信–我們聽到了地震。”

研究人員將繼續在地震活躍地區上空放飛氣球從而以更加熟悉跟這些事件相關的次聲信號。通過在同一個氣球上加上幾個氣壓計並同時釋放多個氣球，他們希望能在不需要地面站確認的情況下確定地震發生的地點。

從加利福尼亞到金星

向金星發射氣球已被證明是可行的。1985年，前蘇聯領導的一個合作組織在那裡部署了兩個任務氣球，其進行了46個多小時的數據傳輸。不過兩個氣球都沒有攜帶探測地震活動的儀器。現在，這項研究表明，在金星上探測次聲的技術也是可能的。事實上，由於金星的大氣層比地球的密度大得多，聲波傳播得更有效。

“據計算，金星上地震進入大氣層的聲波耦合比地球上強60倍，這意味著從金星大氣層50到60公里的低溫層探測金星地震應該會更容易，”JPL技術人員、這項研究的首席調查員Siddharth Krishnamoorthy說道，“在確定活動水平的同時，我們應該能夠探測金星地震、火山活動和逸出氣體事件。”

Krishnamoorthy對在金星上放飛氣球最感興趣的是，科學家可以利用它們在衛星觀測的地震活躍地區上空漂移並找出它們是否真的活躍。。“如果我們在一個熱點上空漂移或從軌道上看像火山的地方，氣球將能夠通過聽聲音來判斷它是否像陸地火山，”，Ridgecrest氣球運動的其中一位技術負責人Krishnamoorthy說道，“這樣，氣球就可以為衛星測量提供真實的地面數據。”

在金星氣球團隊繼續探索這些可能性的同時，NASA的同事們將繼續推進該機構最近選定的在2028年至2030年前往金星的兩項任務：VERITAS和DAVINCI+。其中，VERITAS將研究金星的表面和內部，而DAVINCI+將研究它的大氣。歐洲航天局(ESA)也宣布了自己的金星願景任務。這些任務將提供新的線索以解釋為什麼這個曾經類似地球的行星變得如此不宜居住。