În stratosfera Pământului au fost înregistrate zgomote misterioase. Cercetătorii nu știu de unde vin
Baloane solare gigantice au fost trimise la 70.000 de picioare în aer pentru a înregistra sunete din stratosfera Pământului – iar microfoanele au captat câteva sunete neașteptate.
Și-au construit propriul balon solar
Stratosfera este al doilea strat al atmosferei Pământului, iar nivelul său inferior conține stratul de ozon care absoarbe și împrăștie radiația ultravioletă a soarelui, potrivit NASA. Aerul subțire și uscat al stratosferei este locul în care avioanele cu reacție și baloanele meteorologice ating altitudinea maximă, iar stratul atmosferic relativ calm este rareori perturbat de turbulențe.
Daniel Bowman, om de știință la Sandia National Laboratories din New Mexico, a explorat peisajul sonor al stratosferei, după ce a fost introdus în sunetele de joasă frecvență care sunt generate de vulcani. Cunoscut sub numele de infrasunete, fenomenul este inauzibil de urechea umană.
Bowman și prietenii săi au zburat anterior cu camere cu baloane meteorologice „pentru a fotografia cerul negru de deasupra și Pământul mult dedesubt” și și-au construit cu succes propriul balon solar.
El a propus atașarea aparatelor de înregistrare cu infrasunete la baloane pentru a înregistra sunetele vulcanilor. Dar apoi, el și consilierul său Jonathan Lees de la Universitatea din Carolina de Nord, Chapel Hill, „ne-am dat seama că nimeni nu a încercat să pună microfoane pe baloane stratosferice timp de o jumătate de secol, așa că ne-am gândit să explorăm ce poate face această nouă platformă”, a spus Bowman. Lees este un profesor de științe ale Pământului, marine și mediului care cercetează seismologia și vulcanologia.
„Pe baloanele noastre solare, am înregistrat explozii chimice de suprafață și îngropate, tunete, ciocnirea valurilor oceanului, avioane cu elice, sunete ale orașului, lansări de rachete suborbitale, cutremure și poate chiar trenuri de marfă și avioane cu reacție”, a spus Bowman. „De asemenea, am înregistrat sunete a căror origine este neclară”, a mai adăgutat el.
Descoperirile au fost împărtășite joi la cea de-a 184-a întâlnire a Societății Acustice din America, Chicago.
O înregistrare împărtășită de Bowman de la un balon NASA care a înconjurat Antarctica conține infrasunete ale valurilor oceanice care se ciocnesc, ce sună ca un suspin continuu. Dar mai sunt și alte trosnituri și foșnet care au origini necunoscute.
În stratosferă, „există semnale misterioase de infrasunete care apar de câteva ori pe oră la unele zboruri, dar sursa acestora este complet necunoscută”, a spus Bowman.
Construirea baloanelor solare
Bowman și colaboratorii săi au efectuat cercetări folosind baloane NASA și alți furnizori de zboruri, dar au decis să-și construiască propriile baloane, fiecare având o lungime de aproximativ 19,7 până la 23 de picioare (6 până la 7 metri).
Rechizitele pot fi găsite la magazinele de hardware și pirotehnice, iar baloanele pot fi asamblate pe un teren de baschet.
„Fiecare balon este făcut din plastic, bandă de transport și praf de cărbune”, a spus Bowman. „Costă aproximativ 50 de dolari pentru a face asta și o echipă de doi poate construi unul în aproximativ 3,5 ore. Pur și simplu îl aduce pe un câmp într-o zi însorită și îl umple cu aer și va transporta un kilogram de sarcină utilă până la aproximativ 70.000 de picioare.”
Praful de cărbune este folosit în interiorul baloanelor pentru a le întuneca, iar când soarele strălucește pe baloanele întunecate, aerul din interiorul lor se încălzește și devine plutitor. Designul DIY ieftin și ușor înseamnă că cercetătorii pot elibera mai multe baloane pentru a colecta cât mai multe date posibil.
„Într-adevăr, un grup de liceeni cu acces la sala de sport a școlii ar putea construi un balon solar și există chiar și o aplicație pentru telefon mobil numită RedVox care poate înregistra infrasunetele”, a spus Bowman.
Bowman a estimat că a lansat câteva zeci de baloane solare pentru a colecta înregistrări cu infrasunete între 2016 și aprilie a acestui an. Microbarometrele, concepute inițial pentru a monitoriza vulcanii, au fost atașate de baloane pentru a înregistra sunete de joasă frecvență.
Cercetătorii și-au urmărit baloanele folosind GPS, deoarece pot călători sute de mile și pot ateriza în locații incomode.
Cel mai lung zbor de până acum a fost de 44 de zile la bordul unui balon cu heliu NASA, care a înregistrat date timp de 19 zile înainte ca bateriile microfonului să se stingă. Între timp, zborurile cu balonul solar tind să dureze aproximativ 14 ore în timpul verii și să aterizeze odată cu apusul soarelui.
Dezvăluirea sunetelor misterioase
Avantajul altitudinii mari atinse de baloane înseamnă că nivelurile de zgomot sunt mai scăzute și raza de detectare este mărită - iar întregul Pământ este accesibil. Dar baloanele prezintă și provocări pentru cercetători. Stratosfera este un mediu dur, cu fluctuații sălbatice de temperatură între căldură și frig.
„Baloanele solare sunt puțin lente și am distrus câteva pe tufișuri când am încercat să le lansăm”, a spus Bowman. „A trebuit să coborâm în canioane și prin munți pentru a ne aduce încărcăturile utile. Odată, colegii noștri din statul Oklahoma au aterizat un balon pe un câmp, au petrecut noaptea acolo și apoi l-au lansat înapoi în aer pentru a zbura încă o zi întreagă!”
Lecțiile învățate din mai multe zboruri cu balonul au ușurat oarecum procesul, dar acum cea mai mare provocare pentru cercetători este identificarea semnalelor înregistrate în timpul zborurilor.
„Există multe zboruri cu semnale a căror origine nu o înțelegem”, a spus Bowman. „Sunt aproape sigur banale, poate un petic de turbulență, o furtună puternică îndepărtată sau un fel de obiect uman, cum ar fi un tren de marfă – dar este greu de spus ce se întâmplă uneori din cauza lipsei de date acolo sus.”
Sarah Albert, geofizician la Sandia National Laboratories, a investigat un „canal de sunet” – un canal care transportă sunetele pe distanțe mari prin atmosferă – situat la altitudinile studiate de Bowman. Înregistrările ei au surprins lansări de rachete și alte zgomote neidentificate.
„S-ar putea ca sunetul să fie prins în canal și să răsune până când este complet deformat”, a mai adăugat Bowman, citat de CNN. „Dar dacă este aproape și destul de liniștit (ca un petic de turbulență) sau îndepărtat și zgomotos (ca o furtună îndepărtată) nu este încă clar.”
Bowman și Albert vor continua să investigheze canalul de sunet aerian și să încerce să determine de unde provin zgomotele stratosferei.
Bowman este dornic să înțeleagă peisajul sonor al stratosferei și să deblocheze funcții cheie, cum ar fi variabilitatea între anotimp și locații.
Este posibil ca versiunile pline cu heliu ale acestor baloane să poată fi folosite într-o zi pentru a explora alte planete precum Venus, purtând instrumente științifice deasupra sau în interiorul norilor planetei timp de câteva zile, ca zbor de testare pentru misiuni mai mari și mai complex.
