Ascolta i suoni misteriosi registrati nella stratosfera terrestre: la scoperta dei ricercatori

Foto: Palloni stratosferici captano l'attività terrestre. Palloni aerostatici solari, che fluttuano a un'altitudine 2,5 volte superiore all'Everest - eos.org

Gigantesche mongolfiere solari sono state inviate a 70.000 piedi di altezza per registrare i suoni della stratosfera terrestre, e i microfoni hanno raccolto alcuni suoni inaspettati.

La stratosfera è la seconda zona dell'atmosfera terrestre e il suo livello inferiore contiene lo strato di ozono che assorbe e diffonde le radiazioni ultraviolette del sole, secondo la NASA. L'aria sottile e secca della stratosfera è dove gli aerei a reazione e i palloni meteorologici raggiungono la massima altitudine, e lo strato atmosferico relativamente calmo è raramente disturbato da turbolenze.

Daniel Bowman, scienziato principale presso i Sandia National Laboratories nel New Mexico, è stato ispirato a esplorare il paesaggio sonoro della stratosfera dopo essere stato introdotto ai suoni a bassa frequenza generati dai vulcani. Noto come infrasuono, il fenomeno è inudibile all'orecchio umano.

Bowman e i suoi amici avevano precedentemente fatto volare telecamere su palloni meteorologici "per scattare foto del cielo nero sopra e della Terra lontana sotto" e avevano costruito con successo la loro mongolfiera solare.

Ha proposto di attaccare dei registri infrasuoni ai palloni per registrare i suoni dei vulcani. Ma poi lui e il suo consigliere Jonathan Lees dell'Università della Carolina del Nord, Chapel Hill, "si sono resi conto che nessuno aveva provato a mettere i microfoni su mongolfiere stratosferiche da mezzo secolo, quindi abbiamo deciso di esplorare cosa questa nuova piattaforma potesse fare", ha detto Bowman. Lees è un professore di scienze terrestri, marine ed ambientali che si occupa di sismologia e vulcanologia.

Le mongolfiere possono portare sensori a un'altezza due volte superiore rispetto a quella dei jet commerciali.

"Sulle nostre mongolfiere solari, abbiamo registrato esplosioni chimiche superficiali e sepolte, tuoni, onde oceaniche in collisione, aeromobili a elica, suoni urbani, lanci di razzi suborbitali, terremoti, e forse anche treni merci e jet", ha detto Bowman via e-mail. "Abbiamo anche registrato suoni la cui origine è poco chiara".

I risultati sono stati condivisi giovedì al 184 ° Meeting della Acoustical Society of America a Chicago.

Una registrazione condivisa da Bowman da una mongolfiera NASA che ha girato intorno all'Antartide contiene infrasuono di onde oceaniche in collisione, che suona come un continuo sospiro. Ma altri scoppi e fruscii hanno origini sconosciute.

Ascolta i suoni della stratosfera

Le mongolfiere solari hanno registrato molti suoni nel secondo strato dell'atmosfera terrestre, inclusi onde oceaniche che si scontrano e suoni di origine non identificata.

Fonte del suono: Daniel Bowman / Sandia National Laboratories

Nella stratosfera "ci sono segnali misteriosi di infrasuoni che si verificano alcune volte all'ora in alcuni voli, ma la fonte di questi è completamente sconosciuta", ha detto Bowman.

Costruzione di mongolfiere solari

Bowman e i suoi collaboratori hanno condotto ricerche utilizzando palloni NASA e altri fornitori di voli, ma hanno deciso di costruire le proprie mongolfiere, ognuna larga circa 6-7 metri.

I materiali necessari si possono trovare nei negozi di ferramenta e di fuochi d'artificio, e le mongolfiere possono essere assemblate su un campo da basket.

"Ogni pallone è fatto di plastica da pittore, nastro da imballaggio e polvere di carbone", ha detto Bowman via email. "Costano circa 50 dollari per la costruzione e una squadra di due persone può costruirne uno in circa 3,5 ore. Basta portarlo in un campo in una giornata di sole e riempirlo di aria, e porterà un carico di circa una libbra a circa 70.000 piedi".

La polvere di carbone viene utilizzata all'interno delle mongolfiere per renderle più scure, e quando il sole brilla su di esse, l'aria all'interno si riscalda e diventa più leggera. Il design economico e facile da realizzare consente ai ricercatori di rilasciare più mongolfiere per raccogliere il maggior numero possibile di dati.

"In realtà, un gruppo di studenti delle superiori con accesso alla palestra della scuola potrebbe costruire una mongolfiera solare, e c'è persino un'app per cellulari chiamata RedVox che può registrare infrasuoni", ha detto Bowman.

Bowman ha stimato di aver lanciato diverse dozzine di mongolfiere solari per registrare i suoni degli infrasuoni tra il 2016 e l'aprile di quest'anno. Ai palloni sono stati attaccati microbarometri ^[glossario], originariamente progettati per monitorare i vulcani, per registrare i suoni a bassa frequenza.

I ricercatori hanno seguito le loro mongolfiere utilizzando il GPS, poiché possono viaggiare per centinaia di miglia e atterrare in posizioni scomode.

Il volo più lungo finora è stato di 44 giorni a bordo di un pallone ad elio della NASA, che ha registrato dati per 19 giorni prima che le batterie del microfono si esaurissero. Nel frattempo, i voli in mongolfiera solare durano circa 14 ore durante l'estate e atterrano una volta che il sole tramonta.

Glossario Tecnico:

• Acustica - lo studio scientifico del suono, inclusi i suoi principi, la propagazione e le caratteristiche.
• Ecosistema - un sistema complesso composto da organismi viventi (piante, animali, microrganismi) e il loro ambiente circostante, che interagiscono tra loro.
• Frequenza - il numero di cicli o oscillazioni di un'onda sonora o elettromagnetica che si verificano in un secondo. Viene misurata in Hertz (Hz).
• GPS (Global Positioning System) - un sistema di navigazione satellitare che utilizza una rete di satelliti per determinare la posizione e il tempo con precisione sulla superficie terrestre.
• Infrarosso - una forma di radiazione elettromagnetica con lunghezze d'onda più lunghe di quelle della luce visibile ma più corte di quelle delle microonde. Viene spesso utilizzato per il rilevamento termico e la comunicazione a distanza.
• Infrasuoni - onde sonore a frequenze inferiori al limite udibile dell'orecchio umano, cioè inferiori a 20 Hz. [Utilizzato nel paragrafo 2]
• Mongolfiera solare - un tipo di mongolfiera che sfrutta l'energia solare per riscaldare l'aria all'interno e ottenere la spinta necessaria per volare.
• Microbarometro - strumento utilizzato per misurare le fluttuazioni di pressione atmosferica a basse frequenze. [Utilizzato nel paragrafo 3]
• Onde sonore - onde di pressione che si propagano attraverso un mezzo elastico, come l'aria, e vengono percepiti come suoni dall'orecchio umano.
• Ozono - uno strato di molecole di ossigeno (O3) nella stratosfera che assorbe gran parte della radiazione ultravioletta dannosa proveniente dal sole.
• Radiazione - l'emissione o la trasmissione di energia attraverso onde elettromagnetiche o particelle subatomiche.
• Sismologia - lo studio dei terremoti e del movimento delle onde sismiche attraverso la Terra.
• Stratosfera - il secondo strato dell'atmosfera terrestre che si trova sopra la troposfera e sotto la mesosfera. Contiene l'ozono e raggiunge altitudini comprese tra 10 e 50 chilometri sopra la superficie terrestre.
• Tempesta solare - un'esplosione di radiazioni e particelle provenienti dal sole che può causare interferenze nelle comunicazioni elettroniche e nel sistema di alimentazione elettrica sulla Terra.
• Vulcanologia - lo studio dei vulcani, delle eruzioni vulcaniche e dei fenomeni geologici associati.

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fonte / CNN

Source by Redazione